碳纳米管在锂电池负极材料中的应用

负极材料，是化学电池的重要组成部分，在电池中起到了能量的储存与释放作用。那么，受大家高度关注的碳纳米管在锂电池负极材料中的应用如何呢？

1、碳纳米管直接作锂电池负极材料

碳纳米管的微观结构使得锂离子的嵌入深度小、行程短及嵌入位置多，同时因材料具有较强的粒子运输能力，而能很好的作为负极材料。不过，碳纳米管直接作负极材料的话，存在以下几个不足：1）首次充放电效率较低；2）缺乏稳定的电压平台；3)电位滞后现象。

2、碳纳米管-硅基复合材料作锂电池负极材料

硅材料，具有很高的理论比容量（4200 mAh/g）、较低的放电电位等特点，作为负极材料有利于电池输出较高的电压。但是，硅在循环中体积变化非常大（约400%），使其在数个循环后迅速粉化失效，导致蓄电池循环稳定性急剧变差，另外硅的导电性也不好。因此，引入碳纳米管不仅可抑制充放电过程中硅材料的体积变化，还能提高锂离子扩散速率，从而使复合材料的储锂性能变得更好。

3、碳纳米管-金属氧化物复合材料作锂电池负极材料

与硅材料类似，金属氧化物也存在电导率低和体积效应大的问题。因此，科学家将碳纳米管与金属氧化物进行复合，进而克服金属氧化物导电性差、极化作用和体积膨胀大的缺点。

4、碳纳米管与硅或金属氧化物形成复合材料的方法

研究表明，复合方法主要有机械和化学处理两种方法。其中，采用机械处理得到的复合材料的循环性能有待提高；而化学处理得到的复合材料既能保持高容量的特性，又能有效抑制材料的体积膨胀，从而提高碳纳米管的电化学性能。

• < 上页
• 下页 >