锂离子电池负极材料

锂离子电池的负极材料主要可以分为碳基和非碳基两类，其中碳基材料包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳，非碳基材料包括硅基材料（硅氧、硅碳、硅基合金）、钛酸锂、锡基材料等。

相较于正极材料领域磷酸铁锂与三元材料分庭抗礼的局面，负极材料的技术路线相对单一。人造石墨凭借性能稳定、循环性能好、安全性能高、技术发展成熟等优势，常年占据锂电池负极材料市场的绝对主流地位，市场份额超80%。

锂离子负极材料的要求及其结构特点

负极材料作为锂离子电池的核心部件，在应用时通常要满足以下条件：①嵌锂电位低且平稳，以保证较高的输出电压；

②允许较多的锂离子可逆脱嵌，比容量较高；

③在充放电过程中结构相对稳定，具有较长的循环寿命；

④较高的电子电导率、离子电导率和低的电荷转移电阻，以保证较小的电压极化和良好的倍率性能；

⑤能够与电解液形成稳定的固体电解质膜，保证较高的库仑效率；

⑥制备工艺简单，易于产业化，价格便宜；

⑦环境友好，在材料的生产和实际使用过程中不会对环境造成严重污染；

⑧资源丰富等。

30多年来，虽然不断有新型锂离子电池负极材料被报道出来，但是真正能够获得商业化应用的却寥寥无几，重要是因为很少有材料能兼顾以上条件。例如，虽然金属氧化物、硫化物和氮化物等以转化反应为机理的材料具有较高的比容量，但是它们在嵌锂过程中平台电位高、极化严重、体积变化大、难以形成稳定的SEI且成本高等问题使之不能真正获得实际应用。

石墨正是因为较好地兼顾了上述条件，才得到了广泛的应用。此外，虽然Li4Ti5O12容量低且嵌锂电位高，但是它在充放电过程中结构稳定，允许高倍率充放电，因此在动力锂电池和大规模储能中也有一定的应用。

负极材料的生产只是整个电池制作工艺过程中的一环，标准的制定有助于电池公司对材料的优劣做出评判。另外，材料在生产和运输过程中难免会受到人、机、料、环境和测试条件等因素的影响，只有将它们的各项理化性质参数标准化，才能真正确保其可靠性。

一般而言，负极材料的关键性技术指标有：晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH、水含量、主元素含量、杂质元素含量、首次放电比容量和首次充放电效率等。

为什么硬碳可以作为锂离子电池负极材料

因为硬碳材料具有比石墨更高的放电容量，由于循环效率偏低、电压随容量的变化大、缺少平稳的放电平台，硬碳作为负极材料，使用一直受限制。

合金化型负极材料

合金化储锂材料是指能和锂发生合金化反应的金属及其合金、中间相化合物及复合物。合金化型负极材料的理论比容量及电荷密度均远高于嵌入型负极材料。同时，这类材料的嵌锂电位较高，在大电流充放电的情况下也很难发生锂的沉积，不会出现锂枝晶导致电池短路，对高功率器件有很紧要的意义。

锂电池负极生产过程

一种低成本、低能耗、零污染锂电池负极材料生产工艺，它涉及锂电池负极材料领域。它的工艺流程为：石墨原料—纯化处理—五机添加物—高温烧制—粉碎—分级—检测—包装—成品；本发明具有容量大、循环寿命长、无记性等优点，且成本低、能耗低、无污染。

锂电池负极材料厂

锂电池负极工序生产包括混料，涂布，分切等工序。负极材料各工序危害如下:

混料工序，主要石墨粉尘，会有产生较多粉尘，有粉尘危害。

涂布工序，主要涉及放射源，用来测厚，存在辐射危害。

涂布，分切工序，涉及重金属，负极材料是镀镍铜，有重金属的危害。