3、硬碳
硬碳是指难石墨化碳，是高分子聚合物的热解碳。这类碳在
2500℃以上的
高温也难以石墨化，常见的硬碳有树脂碳（酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇
PFA-C
等）、有机聚合物热解碳（
PVA、PVC、PVDF、PAN 等）、碳黑（乙炔黑）。
硬碳的偖锂容量很大（
500~1000mAh.g-1）,但它们也有明显的缺点，
如首次充、放电效率低，无明显的充放电平台以及因含杂质原子
H 而引起的很
大的电位滞后等。
二、非碳负极材料
1、氮化物
锂过渡金属氮化物具有很好的离子导电性、电子导电性和化学稳定性，用作
锂离子电池负极材料，其放电电压通常在
1.0V 以上。电极的放电比容量、循环
性能和充、放电曲线的平稳性因材料的种类不同而存在很大差异。如
Li
3
FeN
2
用
作
LIB 负极时，放电容量为 150mAh/g、放电电位在 1.3V(vs Li/Li+)附近，充、
放电曲线非常平坦，无放电滞后，但容量有明显衰减。
Li
3-x
Co
x
N 具有
900mAh/g 的高放电容量，放电电位在 1.0V 左右，但充、放电曲线不太平稳，
有明显的电位滞后和容量衰减。目前来看，这类材料要达到实际应用，还需要进
一步深入研究。
氮化物体系属反萤石
(CaF2)或 Li3N 结构的化合物，具有良好的离子导电
性，电极电位接近金属锂，可用作锂离子电极的负极。
反萤石结构的 Li-M-N(M 为过渡金属)化合物如 Li
7
MnN
4
和
Li
3
FeN
2
可用陶瓷
法合成。即将过渡金属氧化物和锂氮化物（
M
x
N
x
+Li
3
N）在 1%H
2
+99%N
2
气
氛中直接反应，也可以通过
Li
3
N 与金属粉末反应。Li
7
MnN
4
和
Li
3
FeN
2
都有良好
的可逆性和高的比容量（分别为
210 和 150mAh.g-1）。Li
7
MnN
4
在充放电过
程中，过渡金属价态发生变化来保持电中性，该材料比容量比较低，约
200mAh/g，但循环性能良好，充放电电压平坦，没有不可逆容量，特别是这
种材料作为锂离子电池负极时，可以采用不能提供锂源的正极材料与其匹配用
于电池。
Li
3-x
Co
x
N 属于 Li3N 结构锂过渡金属氮化物（其通式为 Li
3-x
M
x
N，M 为
Co 、Ni、Cu），该材料比容量高，可达到 900mAh/g，没有不可逆容量，充放
电电压平均为
0.6V 左右，同时也能够与不能提供锂源的正极材料匹配组成电
池，目前这种材料嵌锂、脱锂的机理及其充放电性能还有待进一步研究。
2、锡基负极材料
(1) 锡氧化物
锡的氧化物包括氧化亚锡、氧化锡和其混合物，都具有一定的可逆偖锂能力
偖锂能力比石墨材料高，可达
500mAh/g 以上，但首次不可逆容量也较大 。
SnO/SnO2 用作负极具有比容量高、放电电位比较低(在 0.4~0.6V vs Li/Li+
附近
)的优点。但其首次不可逆容量损失大、容量衰减较快，放电电位曲线不太平
稳。
SnO/SnO2 因制备方法不同电化学性能有很大不同。如低压化学气相沉积法
制备的
SnO2 可逆容量为 500mAh/g 以上，而且循环寿命比较理想，100 次
循环以后也没有衰减。而
SnO 以及采用溶胶-凝胶法经简单加热制备的 SnO2 的
循环性能都不理想。
在
SnO(SnO2)中引入一些非金属、金属氧化物，如 B、Al、Ge、Ti、Mn、Fe 等
并进行热处理，可以得到无定型的复合氧化物称为非晶态锡基复合氧化物
(Amorphous Tin-based Composite Oxide 简称为 ATCO), 其可逆容量可达
600mAh/g 以上，体积比容量大于 2200mAh/cm3，是目前碳材料负极
（
500~1200mAh/cm3）的二倍以上，显示出应用前景。该材料目前的问题是
首次不可逆容量较高，充放电循环性能也有待进一步改进。
(2) 锡复合氧化物
用于锂离子电池负极的锡基复合氧化物的制备方法是：将 SnO,B2O3,P2O5