锂电池碳负极材料

锂电池碳负极材料主要有天然石墨、石墨化碳材料、碳纳米管、无定形碳材料、氧化石墨材料。

1、天然石墨：成膜不稳定，导致不可逆容量较低，循环性能较差，但鳞片石墨电化学性能相对较好。

2、石墨化碳材料：McMB颗粒呈球形，表面光滑，比表面积较小，堆积密度较高，体积能量密度较大，首次嵌锂过程中的不可逆容量损失较小。另外，其具有高度有序的层面堆积结构，有利于锂离子从各个方向嵌入和脱出，从而解决了普通石墨类材料由于各向异性过高而引起的石墨片溶涨、塌陷，循环性能差，以及不能快速大电流放电等问题。

3、碳纳米管（CNT）：其是由单层或多层石墨片状结构卷曲而成一维无缝中空管，长度一般在微米级，直径约几个到几百个纳米，分为多壁碳纳米管（MWNT）和单壁碳纳米管（SWNT）两种。碳纳米管具有导电性好、机械强度高、化学性质稳定、长径比大，比表面积大，且储锂容量太于372 mAh/g的优点。

4、无定形碳材料：制得方法：将小分子有机物进行催化裂解；将高分子材料直接低温裂解；低温处理其它碳前驱体。其微晶尺寸一般比石墨微晶小2-3个数量级，且材料中有大量纳微米孔隙，所以它的锂离子扩散系数和首次嵌/脱锂比容量要比石墨的要大。但是，由于它的晶体化程度比较低、结构不规整，锂离子从碳材料中嵌入、脱出时的极化较大，且材料比表面积也很大。因此，无定形碳材料的嵌、脱锂时，没有明显的电压平台，电压滞后明显，且不可逆容量损失较大，首次效率较低，循环稳定性很差。

5、氧化石墨（Gmpijlite OxideGO）：石墨在强氧化剂的作用下被氧化，氧原子进入到石墨层间，使碳平面上的大Ⅱ键断裂，并以C-oH、C=O、-COOH等官能团的形式与密实的碳平面内的碳原子结合而形成的共价键型石墨层间化合物。氧化石墨仍会保持着石墨的层状结构，但石墨材料的致密结构因氧化剂分子的插入而变得膨胀疏松，层间距一般大于0.6mn。

微孔的出现有利于增大不完全氧化改性石墨负极材料的储锂容量及增加锂离子的进出通道。但碳平面内大Ⅱ键的破坏会使得GO不再具备导电性，且较多含氧官能目的出现也会导致更多的不可逆容量损失，因此，欲通过氧化方法能得到较理想的氧化石墨负极材料。