[00327854]锂离子电池关键材料

　　锂离子电池作为新一代的清洁、环保、可再生二次能源，由于具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长以及自放电小等诸多优点，被广泛应用于便携式电子设备中，并且有望在电动汽车、航空航天、医疗器械和军事国防等尖端科技领域得到大规模应用。特别是能源和环境危机产生以来，“十二五”规划纲要相应的提出“节能减排”的目标，电动汽车已被提高到实用化议程。这为锂离子电池尤其是动力电池的大规模开发应用提供了广阔的前景，这同时也迫切要求锂离子电池的能量密度和功率密度得到进一步提高。

　　正、负极材料作为锂离子电池的关键材料，其性能直接影响到电池的综合性能。早在1980年，Goodenough的研究小组就提出LiCoO2可作为正极材料。随后，Sony公司在1991年成功地将锂离子电池商品化，该电池采用LiCoO2为正极材料，石墨为负极材料。LiCoO2具有电压高、可逆性好、比能量大、充放电效率高等优点，并且其生产工艺简单，易于工业化生产，因此它目前仍是最主要的商业化锂离子电池正极材料。石墨材料由于其特殊的层状结构，良好的导电性和润滑性，且石墨的化学性质稳定，嵌/脱锂电位低，嵌/脱锂过程中的体积变化小（<10 %），理论比容量较高（372 mAh/g），也一直被认为是理想的锂离子电池负极材料。

　　尽管LiCoO2早已商品化，但是其仍有诸多不足，如实际容量偏低、热稳定性不好、抗过充电性能差，存在安全隐患。石墨由于存在比容量偏低，快速充放电易析锂，且易发生有机溶剂共嵌入等缺点，严重限制了电池性能的进一步提高。因此，近年来开发替代LiCoO2和石墨的新型正、负极材料备受瞩目。

　　本项目负责人在2009。09-2014。06年期间就读于中南大学，并直接或间接参与了锂离子电池正负极关键材料的制备。工作后继续从事锂离子电池正负极材料、石墨烯的制备及性能研究以及有色金属资源的综合利用，特别是硅负极材料电化学性能得到了显著的改善，这为硅负极和石墨烯材料在我国的应用奠定了良好的基础。

　　产品性能、指标

　　硅负极的特点如下：

　　（1）电化学性能优异，首次可逆比容量600 mAh g-1，容量保持率高。

　　（2）具有优异的可加工性能

　　（3）生产成本较低

　　适用范围、市场前景

　　主要适用于锂离子电池材料领域。

　　硅负极因为具有较高的理论比容量、合适的嵌/脱锂电压平台、安全性能优于石墨且成本低、环境友好，因此被认为是极具潜力的下一代锂离子电池负极材料，具有非常广阔的市场前景。