第

7

期

艾护民等

:

锂离子二次电池负极材料的研究综述

米管都转变成无定型碳壳层围绕在复合合金的表面

,

这种结

构虽然使初始的不可逆容量损失稍有增加

,

但却使复合电极

的循 环 性 能 大 大 提 高 。在 第 二 次 循 环 时

,

放 电 容 量 为

530mAh/ g ,

经过

300

次循环后

,

容量仍保持在

420mAh/ g

。陈

立宝等

[ 25 ]

采用喷雾干燥法制备了核壳结构的碳包覆纳米

Si/

C

复合材料 。碳包覆

Si/ C

复合材料为近球形颗粒

,

形貌规整

,

粒度分布均匀

,

呈正态分布

,

碳包覆后

,

减小了充放电过程中

复合材料电极的极化

,

电压滞后现象得到了显著的改善 。材

料的最大放电比容量为

512mAh/ g ,50

次循环后的容量保持

率为

96 %

。文钟晟等

[ 26 ]

采用高温固相法制备了硅铝

/

碳锂离

子电池负极材料

,

该材料首次可逆容量达到

600mAh/ g ,

首次

充放电效率在

85 %

以上

,25

次循环后容量保持率仍在

90 %

以

上 。赵等

[ 27 ]

制得与铜箔结合牢固的多孔复合膜

,

以其作阴极

,

纯锡作阳极进行脉冲电沉积

,

锡通过多孔复合膜的微孔沉积

在铜箔上

,

然后在氩气气氛中热处理

,

得到具有复合结构的锡

基复合合金电极 。由于该电极中锡被导电高分子碳材料所隔
离固定

,

所以这种具有复合结构的锡电极具有很好的循环性

能和高的循环容量

,

首次放电容量达到

538

1

3mAh/ g ,50

次循

环后充电

(

锂离子的脱出

)

循环容量保持率仍有

85

1

5 %

。

2

　结束语

综上所述

,

近些年来

,

锂离子二次电池负极材料的研究和

开发所取得的进展是有目共睹的 。其研究重点也一直在朝着
更高的比容量 、

循环性能和首次充放电效率以及较低成本方

向发展 。具体说来

,

目前对碳负极的研究主要是采用各种手

段对其表面进行改性

,

但是对人造石墨再进行表面处理将进

一步增加制造成本

,

因此今后研究的重点仍将是怎样更好的

利用廉价的天然石墨和开发有价值的无定形碳材料

;

合金类

及复合物负极的研究虽已取得较大进展

,

但在彻底解决长周

期循环和提高首次充放电效率方面

,

还有许多工作要做 。纳

米化 、

活性惰性基合金体系和合适的稳定分散隔离介质的有

机结合可能是解决该难题

,

使高容量合金或复合物负极走向

实用化的的关键 。

参考文献

[ 1 ]

　

Scro sati B. [J ] . Nat ure , 1995 , 373 (16) :557

2

558 .

[ 2 ]

　吴国良

. [J ] .

电池

, 1998 , 28 (6) :258

2

262.

[ 3 ]

　西美绪

. [J ] .

新型碳材料

, 1993 , 33 (3) :46

2

51 .

[ 4 ]

　冯熙康

. [J ] .

电源技术

, 1997 , 21 (40) :139

2

142.

[ 5 ]

　

Kikuch M , Ikezawa Y , Takamuruetal T. [J ] . Elect rochem Soc ,

1995 , 396 :451

2

455 .

[ 6 ]

　

Xue J ,Dahn J . [J ] . Elect rochem Soc , 1995 , 142 : 1090

2

1096 .

[ 7 ]

　吴宇平

,

万春荣

,

姜长印

. [ M ]

化学工业出版社

, 2004

年

[ 8 ]

　路密

,

尹鸽平

,

史鹏飞

. [J ] .

电池

,2001 , 31 (4) :195

2

197.

[ 9 ]

　马树华

,

国汉举

,

李季

,

等

. [J ] .

电化学

, 1996 , (2) . 413

2

419 .

[ 10 ]

　李建军

,

姜长印

,

何向明

,

等

. [ J ] .

清华大学学报

, 2001 , 41

(06) :68

2

70 .

[ 11 ]

　

Kuribayashi I , Yo koyama M . Yamashita M . [ J ] . Power

Sources , 1995 , 54 :1

2

5.

[ 12 ]

　

Ein

2

Eli Y , Koch V R. [J ] . Elect rochem Soc , 1997 , 144 : 2968

2

2973 .

[ 13 ]

　

Menachem C M , Peled E , Burstein L , et al . [ J ] . Power

Sources , 1997 , 68 (2) :227

2

282 .

[ 14 ]

　

Wu Y P , Jiang C Y , Wan C Y , et al . [ J ] . Elect rochemi st ry

co mmunicatio ns , 2002 , 4 : 483

2

487.

[ 15 ]

　时志强

,

王成杨

,

樊丽萍

,

何菲

. [ J ] .

电源 技术

, 2004 , 28

(10) : 609

2

617 .

[ 16 ]

　

Wolfenstine J , Campo s S , Fo ster D , et al . [ J ] . J Power

Sources , 2002 , 109 : 230

2

233.

[ 17 ]

　

Wang G X ,Sun L ,Bradhurst D H , et al . [J ] . J Alloy Co mp d ,

2000 , 299 : L12

2

L15.

[ 18 ]

　

Wachtler M ,Winter M ,Besenhard J O. [J ] . J . Power So urces ,

2002 , 105 (2) : 151

2

160.

[ 19 ]

　

Mukaibo H , Yo shizawa A , Mo mma T , et al . [ J ] . J Power

Sources , 2003 , 119

2

121 : 60

2

63.

[ 20 ]

　赵海鹏

,

何向明

,

姜长印等

. [J ] .

化学进展

, 2006 , 18 ( 12) :

1710

2

1719.

[ 21 ]

　

Wang K , He X M , Ren J G , et al . [J ] . J . Elect rochemical So

2

ciet y , 2006 , 153 (10) : A1859

2

A1862

[ 22 ]

　

Wang K , He X M , Ren J G , et al . [J ] . Elect rochimica Acta ,

2006 , 52 (3) : 1221

2

1225.

[ 23 ]

　

Wang Q , Li H , Chen L Q , et al . [J ] . Solid State Ionics , 2002 ,

152

2

153 : 43

2

50 .

[ 24 ]

　

Yin J T , Wada M , Kitano Y , Tanase S , et al . [J ] . J Elect ro

2

chemical Societ y , 2005 ,152 (7) : A1341

2

A1346

[ 25 ]

　陈立宝

,

谢晓华

,

王可

,

等

. [J ] .

电源技术

, 2007 , 131 (1) : 34

2

37.

[ 26 ]

　文钟晟

,

谢晓华

,

王可

,

等

. [J ] .

无机材料学报

, 2005 , 20 (1) :

139

2

143 .

[ 27 ]

　赵海鹏

,

何向明

,

姜长印

,

等

. [J ] .

金属学报

, 2007 , in p ress

收稿日期

:2007

2

03

2

21

(上接第 17 页)

[ 12 ]

　

Tjo ng S C ,Z. Meng Y ,Xu Y. Preparatio n and mechanical p rop

2

erties of polyp ropylene

2

clay hybrid based o n modified polyp ro

2

pylene and o rganop hilic clay [ J ] . Jo urnal of Polymer Science ,

2002 , 86 : 57

2

64.

[ 13 ]

　

Lagaly L , Vasily N Moraru. St ruct ure formatio n of al kylam

2

monium mo nt morillonit es in organic media [ J ] . Applied Clay

Science , 2001 (19) :11

2

26.

[ 14 ]

　胡大千

,

朱建喜

.

辽宁清原未膨胀蛭石及其有机胺改性研究

[J ] .

非金属矿

,2001 , 24 (3) : 15 .

[ 15 ]

　

Ho ngping He , Ray L Fro st , Tho r Bo st ro m , et al . Changes in

t he morp hology of o rganoclays wit h HD TMA +

surfactant

loading[J ] . Applied Clay Science , 2006 , 31 : 262

2

271.

[ 16 ]

　魏连启

,

余剑英

,

曹献坤

,

陈文怡

.

有机胺蛭石

/

酚醛树脂熔融

插层纳米复合材料的研究材料工程

[J ] . 2004 . 3.

[ 17 ]

　王珂

,

朱湛

,

郭炳南

.

聚对苯二甲酸乙二醇酯

/

蛭石纳米复合材

料的制备

[J ] .

应用化学

,2003 ,20 (7) .

[ 18 ]

　

Tjong S C ,Meng Y Z. Polymer layered silicate nanoco mpo sites

[J ] . Polymer Physics , 2003 , 41 : 97

2

102 .

收稿日期

:2007

2

02

2

01

修稿日期

:2007

2

03

2

12

・

3

2

・