一、锂离子太阳 阳极资料

初期阳极资料是间接接纳金属锂，但在充放电进程中会产生枝晶锂会刺破隔阂而致使短路、泄电乃至产生爆炸。接纳铝锂合金可处理枝晶锂的题目，但轮回几回后会呈现严峻的体积收缩以致粉末化。摇椅太阳 观点的提出处理了此题目，它操纵具备层状布局的非金属资料如石墨存贮锂以防止枝晶锂的产生，从而大大进步太阳 操纵宁静性。

今朝，具备适用代价或操纵远景的锂离子太阳 阳极资料的研讨首要集合在四个方面：（1）碳资料；（2）金属氧化物；（3）金属氮化物；（4）纳米硅。而此刻能够或许作为商品化锂离子太阳 阳极资料普遍操纵的临时只要碳资料。挑选碳资料作为太阳 的阳极，和现在锂离子太阳 的高机能阴极资料LiCoO2，LilNiO2，含锰化合物相顺应，这些资料的热力学不变形状是放电状况的形状，资料制备出来是放电形状，如许在太阳 出产进程中阴阳极资料都是处于放电状况，太阳 须要经由进程初度充放电取得活化。

（一）碳资料

在石墨中层与层之间靠的是份子间弱彼此感化力，有益于锂嵌入与脱嵌。锂拔出到碳层中会构成嵌锂石墨化合物，最大现实容量达372mAh.g1。碳资料可分为自然碳资料和野生资料。自然石墨资料的石墨化水平高、结晶完全、嵌入地位多、容量大，但对电解液比拟敏感，轮回不变性较差。野生碳资料包含软碳资料和硬碳资料。软碳资料可石墨化，存在必然杂质，难以制备高纯度，但具备资本丰硕、价钱高贵。硬碳资料为各类高份子聚合物经低温热解所得，不易石墨化，具备高无序不法则布局，容量很高达1000mAh.gl以上。但在硬碳资料中存在较大的不可逆容量。

在碳资料中掺入钾、硼和碳纤维外表上镀上一层Ag，Zn，Sn能够或许有用的进步资料的容量及充放电效力。

（二）金属氧化物

为了处理金属粉末化题目，Idota提出操纵金属氧化物如SnO2而不是纯金属作为阳极资料。在插锂进程中起首履历不可逆反映即SnO2+4Li=Sn+2Lo，所天生的纳米单质锡平均分离在由氧化锂所构成的晶格中。而后持续嵌入的锂与锡构成锂锡合金Sn+4.4Li=Lg4Sn，这一进程为可逆进程，即锂可在锂锡合金中停止可逆嵌脱。

LaTisO12在锂嵌脱时LiTisO12+3LiLiTis012晶格体积根基没变，资料轮回不变性好。金属氧化物Mo（M=Co，Cu，Ni，Fe等）纳米资料在轮回100次后容量仍然能坚持在700mAh.g1。另外别的金属氧化物如InVO4.FeVO4，MnV206，TiO2也具备较大的贮锂才能，但不可逆容量较大。

（三）金属氮化物

比来人们发明一些过渡金属氮化物Li3.xMsN（M:Co，Ni，Cu）具备很好的电化学不变机能和很高的可逆存量，充放电容量可达760mAh.glL2.6CooN容量可高达900mAh.g1并可用来改良SnO的电化学机能。因为SnO初次不可逆容量太高而限定了它的操纵，与L2.6Coo4N复合可有用地下降Sno太高的初次不可逆容量以改良资料的轮回机能。对嵌锂机能研讨发此刻初次脱锂后资料会由六方相向无定形相转化，而无定形相能够嵌入大批的锂离子。

（四）纳米硅

纳米硅也具备很高的贮锂容量，也是今朝的一研讨热门。把纳米Si平均分离在电化学惰性TiN晶格中和把硅堆积在多孔镍基底上制成的薄膜硅都可取得较高容量。操纵化学蒸气堆积法在碳资料中复合出来一些纳米硅，资料的容量可较着进步，而用碳包覆硅容量可达1200mAh.gl。

二、锂离子太阳 阴极资料

（一）LiCoO2今朝市场上太阳集团 产物阴极资料首要是接纳LiCoO2，因其建造工艺简略，资料不变机能好，轮回次数可达千次以上。但LiCoO2存在着很多错误谬误：价钱高贵，对情况有净化，宁静机能不好，比能量偏低，约140mAh.g1。用Ni或Mn局部替换Co一方面可下降本钱，削减净化，还能够进步资料的可逆容量和轮回不变机能。

（二）LiNiO2

LiNiO2也具备层状布局，可逆容量可达200mAh.g1。但在制备LiNiO2进程中，轻易产生富镍，非化学计量比资料LiNi+sO2。因为锂镍轻易产生位错而影响资料的容量和轮回不变机能，出格是其高氧化态和热不变机能都很差。用别的金属元素如Co、Al、Ga、Ti、Mg、Mn等局部替换Ni能有用的改良资料的电化学不变机能。

夹杂搀杂能更好地进步资料的电化学不变机能。

（三）含锰化合物

锰的资本非常丰硕，含锰资料价钱很低又无情况净化，作为阴极资料很抱负。

具备尖晶石布局的LiMn204遭到人们极大的存眷，研讨较成熟无望商品化。但其存在着轮回机能差，容量偏低（现实容量为148mAh.g1）等错误谬误。构成LiMn204轮回不变性差的缘由有锰在电解液中的消融和布局不变性较差的四方相L2Mn2O4的构成，充放电进程中呈现颗粒细化及结晶机能变差等。经由进程搀杂引入Cr、Ni、Co、A1、Li等廉价金属元素局部替换Mn，可进步资料的轮回不变性，下降锂离子在资料中迁徙内电阻Rct和增大离子分散系数从而进步资料的轮回不变机能。如富锂尖晶石相资料LiMn2O4轮回2500次后容量仍然能坚持在初始容量的70%以上。但搀杂会下降资料的品质比容量，是以搀杂不易过量。搀杂F元素以局部替换0分解LiMn2O4xFy和LiAkMmxO4yFx可增添Mn2+的含量从而进步资料的可逆容量。另外对LiMn2O4停止外表包覆和外表润色能有用地削减锰在电解液中的消融，进步资料的电化学机能。具备层状布局的LiMnO2具备较高的现实容量达285mAh.g1，引发人们的极大乐趣，但其不变性很差，研讨较不成熟。

（四）含铁化合物

因为铁的资本非常丰硕不存在净化题目，是以含铁化合物作为阴极资料也引发人们的正视。L正eO2具备很高的初始容量，但当铁处于高氧化态Fe+下会与电解质产生氧化复原反映。Li正eO4现实容量可达现实容量170mAh.gl的90%，单导电性很差，制备工艺较庞杂，不二价态较难节制常常须要在氩气氛围中和成。与其具备近似布局Li正exO4（x=si，Ge）也引发人们极大存眷。Licht等人报道用高铁酸盐如LoFeO4作为阴极资料具备很高的容量。

另外V20出格是具备纳米孔状V205具备很高的贮锂容量达400mAh.gl，也是一个新的研讨标的目的，但其对情况净化较大。

今朝已普遍操纵和正在停止开辟研讨的阴极资料有以上四种。其充放电进程可表现为：XA+My=AxMy

作为一种抱负的阴极资料，所必须具备的是：

（1）大的吉氏自在能，以便同阳极之间坚持一个较大的电位差，供给高的太阳 电压（高比功率）。

（2）在x规模内，锂离子嵌入反映的吉氏自在能转变量小，即锂离子嵌入量大且电极电位对嵌入量的依靠性小，以确保锂离子太阳 任务电压不变。

（3）广漠的x的规模，供给高的太阳 容量。

（4）阴极资料需具备大孔径地道布局。

（5）锂离子在“地道”中有较大的分散系数和离子淌度，保障大的分散速度，并具备杰出的电子导电性，以便进步锂离子太阳 的最大任务电流。

（6）具备大批的界面布局和表观布局，有益于增添嵌锂容量。

（7）阴极资料具备较小的改性，以保障杰出的可逆性，使可轮回次数进步。

在电解质溶液中消融性很低。