隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如鋰離子電池負極材料。

隨著煤炭，石油和天然氣等不可再生能源的枯竭，以及由其燃燒引起的環(huán)境污染，能源和環(huán)境已成為影響當今世界可持續(xù)發(fā)展的兩個主要問題。為了解決這兩個問題，迫切需要開發(fā)新的可再生綠色能源來替代傳統(tǒng)的化石燃料。鋰離子電池作為新一代的儲能設備，具有能量密度高，工作電壓高，循環(huán)壽命長，環(huán)境污染小，無記憶效應等優(yōu)點。它是目前最有前途的儲能設備之一。 [1]作為鋰離子電池的核心組件，電極材料決定了鋰離子電池的性能，負極材料在鋰離子電池中起著至關(guān)重要的作用。因此，近年來負極材料的研究成為熱點。

鋰電池負極材料的全球銷量約為10萬噸，主要銷往中國和日本。根據(jù)當前新能源汽車的增長趨勢，對陽極材料的需求將繼續(xù)增長。目前，全球鋰電池負極材料仍以天然/人造石墨為主，新型負極材料如中碳微球(MCMB)，鈦酸鋰，硅基負極，HC / SC和鋰金屬也在迅速增長。

負極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一，目前商業(yè)化鋰離子電池采用的負極材料重要包括：①石墨類碳材料，分為天然石墨、人造石墨;②無序碳材料，包括硬碳和軟碳;③鈦酸鋰材料;④硅基材料，重要分為碳包覆氧化亞硅復合材料、納米硅碳復合材料、無定形硅合金。

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展和技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的普及已達到歷史最高水平。作為重要的應用領(lǐng)域之一，電動汽車的發(fā)展促進了電池性能的提高，但也對電池提出了更高的要求，包括提高能量密度和延長循環(huán)壽命。當前對陽極材料的研究集中于新型碳材料，硅基材料，錫基材料及其氧化物陽極材料。

鋰離子在負極矩陣中的插入氧化還原電勢盡可能低，接近金屬鋰的電勢，因此電池的輸入電壓高;基質(zhì)中的大量鋰可以可逆地插入和脫嵌以獲得高容量;在去嵌入過程中，負極的主要結(jié)構(gòu)不變或很少變化。隨著鋰的插入和去除，氧化還原電勢的變化應盡可能小，以使電池電壓不會顯著變化，并且可以保持穩(wěn)定的充電和放電。

與傳統(tǒng)的碳材料相比，新型碳材料目前在商業(yè)上被廣泛用作鋰離子電池的常規(guī)碳材料，但其理論容量低，越來越不能滿足鋰離子電池的發(fā)展需求。新型碳材料，例如碳納米管，石墨烯等，由于其特殊的一維和二維柔性結(jié)構(gòu)，出色的導熱性和導電性，在鋰離子電池應用中具有巨大的潛力。

石墨具有許多優(yōu)良的性能，因此廣泛用于冶金，機械，電氣，化工，紡織，國防和其他工業(yè)部門，例如石墨模具，石墨電極，石墨耐火材料，石墨潤滑材料，石墨密封材料等。我國是世界上石墨儲量最豐富的國家，也是最大的生產(chǎn)國和出口國，在世界石墨工業(yè)中占有重要地位。根據(jù)國土資源部的統(tǒng)計，我國有結(jié)晶石墨儲量3085萬噸，基礎儲量5280萬噸。隱晶石墨儲量為1358萬噸，基本儲量為2371萬噸。中國的石墨儲量占世界的70%以上。

石墨是目前鋰離子電池最常用的負極材料。由于石墨的層狀結(jié)構(gòu)，鋰離子只能與sp2雜化的碳六元環(huán)相互作用形成LiC6。通過該計算，石墨的理論比容量為372mA·h。 /G。對于石墨烯，片材的兩面均可同時存儲鋰離子，因此理論容量可達到740mA·h / g。研究表明，鋰可能以Li2共價分子的形式嵌入無序碳材料中，形成LiC2。通過該鋰存儲機理計算出的石墨烯的理論比容量為1116mA·h / g。綜上所述，石墨烯的鋰離子存儲容量比石墨高得多，因此，作為鋰離子電池負極材料具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

在研究設計過程中，一定會有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設計過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，這樣才能促進產(chǎn)品的不斷革新。