负极材料对锂离子电池安全性影响

市场化负极材料主要为碳材料，其成功之处即在于以碳负极替代了锂负极，从而充放电过程中锂在负极表面的沉积和溶解变为锂在碳颗粒中的嵌入和脱出，减少了锂枝晶形成的可能，大大地提高了电池的安全性，但这并不表示使用碳负极不存在安全性隐患。

下面主要介绍的负极影响锂离子电池安全性的主要因素：

一、不同类型的材料

研究表明，随着温度的升高，嵌锂状态下的碳负极会与电解液发生放热反应。在相同的充放电条件下，电解液与嵌锂石墨反应的放热速率远大于与嵌锂的碳纤维、焦碳等的反应速率。硬碳类材料、软碳类材料、石墨类材料的碳层间距d002约分别为0.38nm、0.34~0.35nm、0.335nm，当锂嵌入碳后，层间距约为0.371nm。石墨类材料的层间距最小，其在锂离子的嵌入和脱出过程中形变最大，锂离子在此类碳层中的扩散速度也较慢，大电流充放电时，极化大，电阻大，电池的安全性差，硬碳类材料则反之。

二、粒径大小

电极中颗粒之间大多为点接触，故小颗粒碳负极电阻比大颗粒碳负极的大，但后者由于半径大，在循环过程中膨胀收缩变化较显，因此如将大小颗粒按一定配比制成负极，即可达到扩大颗粒之间接触面积，降低电极阻抗，增加电极容量，减小锂枝晶析出的可能性。

三、SEI膜品质

SEI膜是由溶剂分子、锂盐阴离子、杂质分子在循环过程中经还原分解而产生的不溶物在负极表面沉积而形成。SEI膜的质量直接影响锂离子电池的充放电性能与安全性。

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