锂离子电池新型负极材料的研究现状
锂离子电池负极材料的研究进展
锂离子电池负极材料的研究进展摘要：当前全球范围内的石油和其他传统能源越来越稀缺，迫切需要有效开发和利用可再生能源，例如太阳能、风能和潮汐能。
但是，这些新能源供应不稳定且持续不断，因此需要先转换成电能再输出，这促进了可充电电池的研究。
传统的铅酸电池，镍镉电池和镍氢电池存在使用寿命短、能量密度低和环境污染等问题，极大地限制了它们的大规模应用。
当前，电池行业的首要任务是找到可替代传统铅酸电池和镍镉电池的可充电电池，迫切需要开发无毒、无污染的电极材料和电池隔膜以及无污染的电池。
与传统的二次化学电池相比，锂离子电池由于其吸引人的特性已经在电子产品中占主导地位，显示出广阔的发展前景。
关键词：锂离子电池；负极材料；研究进展引言国际能源结构正从传统化石能源的主导地位逐渐转变为低碳、清洁和安全的能源，以二次电池为代表的电化学储能技术已成为最有前途的储能技术之一。
锂离子电池因其比能量高、工作电压高、循环寿命长和体积小等特点得到了广泛关注。
锂离子电池主体由正极、隔膜、负极、封装壳体四部分组成，就提高电池的比能量而言，提高负极的性能相对于改进正极、隔膜、封装壳体更为容易。
负极又包括了电流集流体(通常是铜箔)、导电剂(通常是乙炔黑)、粘结剂(通常是聚偏氟乙烯)和具有与锂离子可逆反应的活性材料。
电极的性能几乎取决于活性材料的性能。
１嵌入型负极材料嵌入型负极材料嵌入机制可以描述为，材料结构中可以容纳一定的外来的锂离子，相变形成新的含锂的化合物，并且能在随后的充放电过程中脱出外来的锂离子，恢复到先前的原始结构。
嵌入型负极材料，包括已经商业化锂离子电池负极材料石墨、非石墨化的碳材料（如石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维）、ＴｉＯ２以及钛酸锂等。
其中碳质材料的优点包括良好的工作电压平台，安全性好以及成本低等。
但是也存在一些问题，如高电压滞后、高不可逆容量的缺点。
钛酸盐负极材料具有优异的安全性、成本低、长循环寿命的优点，但能量密度低。
石墨作为层状碳材料，是首先被商业化和人们所熟知的ＬＩＢ负极材料，也是最成功的嵌入型负极材料，锂离子嵌入后可生成层状ＬｉＣ６，其放电平台在０．２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）以下，有优异的嵌／脱锂动力学性能，是比较完美的ＬＩＢ负极材料。
锂离子电池新型碳负极材料的研究
锂离子电池新型碳负极材料的研究锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，其在移动电子设备、电动汽车以及储能系统中具有重要的地位。
然而，锂离子电池的性能仍然存在一些挑战，如容量衰减、寿命短等问题。
为了克服这些问题，研究人员一直在寻找新型的碳负极材料。
近年来，许多研究机构和学者都致力于开发新型碳负极材料，以提高锂离子电池的性能。
目前已经发现了许多有潜力的材料，如石墨烯、碳纳米管、多孔碳等。
这些新型碳负极材料具有独特的结构和性质，可以提高锂离子电池的能量密度、循环稳定性和快速充放电性能。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体结构材料，具有高导电性、高比表面积和优异的机械性能。
石墨烯作为锂离子电池负极材料的研究热点之一，已经取得了一些令人瞩目的成果。
研究人员通过改变石墨烯的结构和形态，成功地提高了锂离子电池的循环寿命和容量保持率。
例如，将石墨烯与硅纳米颗粒复合，可以有效缓解硅负极的体积膨胀问题，提高电池的稳定性和循环寿命。
碳纳米管是一种中空的碳纳米材料，具有优异的导电性和机械性能。
研究人员发现，将碳纳米管引入锂离子电池负极材料中，可以提高电池的循环稳定性和快速充放电性能。
此外，碳纳米管还可以作为导电网络，改善锂离子电池的电子传导性能。
多孔碳是一种具有高比表面积和丰富孔结构的碳材料。
研究人员发现，多孔碳可以提供更多的储存空间，增加锂离子电池的能量密度。
同时，多孔碳还可以提高电池的离子传输速度，改善电池的充放电性能。
除了上述提到的材料，还有许多其他新型碳负极材料被研究人员关注和探索。
例如，石墨烯氧化物、碳纳米球、碳纳米棒等材料都具有一定的潜力。
这些材料在锂离子电池领域的应用前景非常广阔，有望进一步提高锂离子电池的性能。
新型碳负极材料的研究对于提高锂离子电池的性能具有重要意义。
通过改变材料的结构和性质，可以有效地提高电池的能量密度、循环稳定性和快速充放电性能。
随着研究的不断深入，相信锂离子电池的性能将会得到进一步的提升，为电子设备和能源领域的发展做出更大的贡献。
锂电池负极材料
负极材料的种类
负极材料主要分为两大类：石墨类和非石墨类
其中，石墨类材料包括天然石墨、人造石墨和石墨化碳， 非石墨类材料包括钛酸锂(LTO)、硅基材料(Si)、锡基
材料(Sn)、氮化物(N)、金属间化合物等
负极材料的种类
1. 石墨类材料
石墨类材料具有较高的可逆容量、良好的循环性能和较低的电化学反应电位等特点，是目 前商业化应用最广泛的负极材料。其中，天然石墨具有结晶度高、层状结构、可逆容量高 等优点，但纯天然石墨存在批次差异大、容量衰减快等问题。人造石墨通过改变天然石墨 的粒度、结构、表面处理等，改善了天然石墨的不足之处，具有较高的首次效率、良好的 循环性能和较低的内阻等特点。石墨化碳具有较高的可逆容量和良好的循环性能，但成本 较高
锂电池负 极材料
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1 负极材料的种类
2 负极材料的性能要求
3 负极材料市场现状及发展趋势 4 负极材料的研究现状
5 结论
6 未来展望
7 结语
8 参考资料
9 英文摘要
锂电池负极材料
锂电池负极材料是锂离子电 池的重要组成部分，它们在 电池的充放电过程中扮演着 储存和释放锂离子的角色
下面我们将详细介绍锂电池 负极材料的种类、性能要求 、市场现状及发展趋势
负极材料的种类
2. 非石墨类材料
非石墨类材料主要包括钛酸锂(LTO)、硅基材料(Si)、锡基材料(Sn)、氮化物(N)、金属间 化合物等 其中，钛酸锂(LTO)具有较高的可逆容量和良好的循环性能，但倍率性能较差 硅基材料(Si)具有较高的可逆容量和良好的循环性能，但体积效应较大，导致电池寿命缩 短 锡基材料(Sn)具有较高的可逆容量和良好的循环性能，但易粉化和体积效应等问题
此外，研究者还关注负极材料与其他电池组件的匹配和优化，以提高电池的整体性能。 例如，通过优化正极材料、电解质和隔膜等组件，可以改善电池的能量密度、充放电速 率和循环寿命等
锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展
锂离子电池用石墨负极材料改性研究进展一、概述锂离子电池作为当代能源存储技术的代表，其性能优化和成本降低一直是科研和产业界关注的焦点。
负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接决定了电池的整体性能。
石墨材料以其稳定性高、导电性好、来源广等优点，成为目前较为理想的锂电池负极材料。
天然石墨负极在比容量及倍率性能上仍存在不足，难以满足高性能负极材料的需求。
对石墨负极材料进行改性研究，以提高其性能，具有重要的理论和实际意义。
研究者们针对石墨负极材料的改性进行了大量研究，探索了多种改性方法。
这些方法主要包括球形化处理、表面处理、掺杂改性等，旨在改善石墨负极材料的结构、形貌和电化学性能。
球形化处理可以优化石墨的形貌，使其更接近各向同性，从而提高比容量；表面处理则通过改变石墨表面的化学性质，提高首次充放电效率；掺杂改性则通过引入其他元素或化合物，提高石墨的导电性和稳定性。
单一的改性方法往往难以达到理想的改性效果，研究者们开始探索多种方法协同改性的可能性。
通过多种方法协同改性，可以综合提高石墨负极材料的性能，使其在比容量、倍率性能、循环稳定性等方面都有显著提升。
随着科技的不断发展，新型的改性方法和技术也不断涌现。
近年来兴起的纳米技术、复合材料技术等，为石墨负极材料的改性提供了新的思路和方法。
这些新技术和新方法的应用，有望为锂离子电池用石墨负极材料的改性研究带来新的突破。
锂离子电池用石墨负极材料的改性研究是一个持续且深入的领域。
通过对石墨负极材料进行改性，可以有效提高其性能，推动锂离子电池技术的发展和应用。
随着研究的深入和新技术的不断涌现，石墨负极材料的性能将得到进一步提升，为锂离子电池的发展和应用提供更加坚实的基础。
1. 锂离子电池的重要性及应用领域锂离子电池，作为当代最重要的能源储存设备之一，其重要性在科技发展和日常生活中日益凸显。
它凭借高能量密度、长寿命、无记忆效应以及快速充电能力等诸多优点，已经成为新能源汽车、消费电子产品、能源存储系统以及航天航空等众多领域不可或缺的核心部件。
锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势
XX大学毕业论文题目锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势姓名 XX 教育层次大专学号 XX 省级电大 XX专业应用化工技术分校 XX指导教师 XX 教学点 XX目录一、 (4)二、 (4)三、 (5)四、 (6)五、 (6)（一） (6)（二） (7)参考文献 (7)致谢 (8)锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势摘要: 硅基负极材料因具有高电化学容量是一种极具发展前景的锂离子电池负极材料. 评述单质硅、硅-金属合金、硅-碳复合材料以及其他硅基复合材料作为锂离子二次电池负极材料的最新研究成果, 分析锂离子电池硅负极材料存在问题, 探讨硅基负极材料的合成、制备工艺以及未来硅基材料的研究方向和应用前景. 分析结果表明, 通过硅的纳米化、无定形化、合金化及复合化等技术手段, 实现硅基负极材料同时兼备高容量、长寿命、高库伦效率和倍率性能, 是未来的主要发展方向.关键词: 应用化学; 锂离子电池; 负极材料; 硅基复合材料。
锂离子二次电池因具有比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、自放电率低、快速充电、无污染、工作温度范围宽和安全可靠等优点, 已成为现代通讯、便携式电子产品和混合动力汽车等的理想化学电源. 在制造锂离子二次电池的关键材料中, 负极材料是决定锂离子电池工作性能和价格的重要因素. 目前商业化的负极材料主要是石墨类碳负极材料, 其实际容量已接近理论值(372 mA·h / g), 因此不能满足高能量密度锂离子微电池的要求. 另一方面, 石墨的嵌锂电位平台接近金属锂的沉积电势, 快速充电或低温充电过程中易发生“析锂” 现象从而引发安全隐患. 此外, 石墨材料的溶剂相容性差, 在含碳酸丙烯酯等的低温电解液中易发生剥离导致容量衰减[1] . 因此, 寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极材料来代替石墨类碳负极, 是锂离子电池发展的迫切需要. 在各种新型合金化储锂的材料中, 硅容量最高, 能和锂形成Li 12 Si 7 、Li 13 Si 4、Li7Si3 、Li15Si4 和Li22Si5等合金, 理论储锂容量高达4212mA·h / g, 超过石墨容量的10倍[2-3] ; 硅基负极材料还具有与电解液反应活性低和嵌锂电位低(低于0.5 V) 等优点[4-5] . 硅的嵌锂电压平台略高于石墨, 在充电时难以引起表面锂沉积的现象, 安全性能优于石墨负极材料[6] . 此外, 硅是地壳中丰度最高的元素之一, 其来源广泛, 价格便宜, 没有毒性, 对于硅负极材料的商业化应用具有极大的优势. 本文评述了近年来单质硅、硅-金属合金以及硅-碳复合材料和其他硅基复合体系作为锂离子二次电池负极材料最新研究成果, 并对今后研究方向和应用前景作了展望.一、硅脱嵌锂时的结构变化硅电极在脱嵌锂的过程中的体积效应所造成的容量快速衰减, 是其实用化进程的巨大阻碍[7-8] . 在电化学储锂过程中, 每个硅原子平均结合44个锂原子后得到Li22Si5合金相, 造成材料的体积变化可达到300% 以上[9] . 由巨大的体积效应产生的机械应力会促进电极表面微裂纹的产生和传播, 使活性物质从集流体上逐渐破裂、脱落, 从而丧失与集流体的电接触, 造成电极循环性能迅速下降[10] . 另外, 由于硅本身是半导体材料, 本征电导率比较低, 仅有 6.7 × 10 - 4 S / cm, 故需加入导电剂来提高电极的导电性[11] . 为解决这一难题, 人们利用纳米硅粉体作为负极材料, 但研究表明, 锂离子在纳米硅材料中的反复嵌入和脱出会导致硅纳米颗粒发生不可逆的电化学烧结, 造成电池循环性能的急剧下降[12] .导致硅负极材料容量剧烈衰减的另一重要原因是现有电解液中的LiPF6 分解所产生微量HF 对硅造成了腐蚀[18] . 此外, 由于其剧烈的体积效应造成的颗粒粉化, 使得新的硅原子不断消耗Li + , 导致在常规的LiPF6电解液中难以形成稳定的表面固体电解质(solid electrolyte interface, SEI) 膜, 随着活性物质的粉化脱落和电极结构的破坏, 新暴露出的硅表面不断与电解液反应形成新SEI 膜, 导致充放电效率降低, 容量衰减加剧.为使硅材料具有高容量, 同时兼具有良好的循环性能, 目前主要通过以下3 种方法来改善硅基负极材料的电化学性能: ①制备硅纳米材料. 一则可减小硅的绝对体积变化, 另则制备非晶硅薄膜等以消除晶体硅的非均匀变形; ②制备硅基合金材料. 使硅与其他元素形成硅化物, 以减小材料体积变化; ③制备硅基复合材料. 使硅与其他非金属类材料复合, 通过缓冲基体的缓冲性能限制硅的体积变化。
锂离子电池原理、研究现状与前景
锂离子电池原理、研究现状与前景锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，其广泛应用于手机、电动车、航空航天等领域。
锂离子电池的优点主要表现在其高能量密度、长寿命、低自放电率以及较高的工作电压等方面。
本文将从锂离子电池的原理、研究现状与前景三个方面进行阐述。
一、锂离子电池原理锂离子电池是一种以锂离子嵌入/脱出负极材料为电池反应基础的电池。
锂离子电池包括正极、负极、电解液和隔膜等组成部分。
其中，正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂、三元材料等，负极材料通常为石墨材料。
电解液一般采用有机溶液，例如碳酸盐溶液、有机磷酸酯溶液等。
隔膜则用于隔离正极和负极，避免两者直接接触。
在充电过程中，锂离子由正极向负极移动，同时在负极上嵌入形成化合物。
而在放电过程中，锂离子由负极向正极移动，同时从负极材料中脱出。
这个过程是可逆的，即锂离子在充放电过程中可以反复嵌入/脱出负极材料。
二、锂离子电池研究现状随着科技的发展，锂离子电池也在不断升级改进。
目前，锂离子电池的研究主要集中在以下几个方面：1. 提高电池能量密度提高电池能量密度是目前锂离子电池研究的热点之一。
目前的锂离子电池能量密度已经达到了200Wh/kg左右，而科学家们正在探索新的材料和结构，以进一步提高电池的能量密度。
2. 延长电池寿命锂离子电池的寿命受到多种因素的影响，例如循环次数、充放电速率、温度等。
科学家们正在研究如何通过优化电池结构、选择更稳定的材料等方式延长电池的寿命。
3. 提高电池安全性锂离子电池在充放电过程中会产生热量，如果电池内部温度过高，就可能发生热失控事故。
因此，提高电池的安全性也是当前锂离子电池研究的重要方向之一。
三、锂离子电池未来发展趋势随着科技的不断进步，锂离子电池在未来的应用前景也非常广阔。
以下几个方面是锂离子电池未来的发展趋势：1. 大容量电池大容量电池是未来锂离子电池的重要发展方向之一。
大容量电池可以应用于电动汽车、储能设备等领域，为人们带来更加便捷的生活方式。
《2024年基于石墨烯的锂离子电池负极材料的研究》范文
《基于石墨烯的锂离子电池负极材料的研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，对于高性能电池的需求愈发强烈。
在众多的电池技术中，锂离子电池因其高能量密度、无记忆效应和长寿命等优点被广泛地应用在移动电子设备、电动汽车和可再生能源存储系统中。
然而，传统的锂离子电池的负极材料仍面临诸多挑战，如能量密度不足、充放电速度慢等问题。
为此，对新型负极材料的研究成为了科研领域的热点。
其中，基于石墨烯的锂离子电池负极材料因其卓越的电化学性能和物理特性，正逐渐成为研究的焦点。
二、石墨烯及其在锂离子电池负极材料中的应用石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、高比表面积和出色的机械强度。
这些特性使得石墨烯在锂离子电池负极材料中具有巨大的应用潜力。
在锂离子电池中，负极材料的主要功能是存储锂离子。
通过将石墨烯作为负极材料或与其他材料复合，可以提高电池的充放电性能和能量密度。
三、基于石墨烯的锂离子电池负极材料的制备与研究（一）制备方法目前，制备基于石墨烯的锂离子电池负极材料的方法主要包括化学气相沉积法、液相剥离法、还原氧化石墨烯法等。
其中，液相剥离法因工艺简单、成本低廉、适合大规模生产等特点受到广泛关注。
通过选择合适的分散剂和溶剂，可以在液相环境中将石墨烯剥离成单层或几层结构，从而实现规模化生产。
（二）复合材料研究为了进一步提高石墨烯负极材料的性能，研究者们通过将石墨烯与其他材料（如硅基材料、金属氧化物等）进行复合。
这种复合材料可以充分利用各组分的优点，实现性能的互补和优化。
例如，硅基材料具有较高的容量，但充放电过程中体积效应明显；而石墨烯的高导电性和高比表面积可以有效地缓解这一体积效应，从而提高电池的循环性能和充放电速度。
（三）性能研究基于石墨烯的锂离子电池负极材料具有较高的首次放电容量、良好的循环性能和优异的倍率性能。
这得益于石墨烯的高导电性、高比表面积以及与其他材料的良好复合效果。
此外，这种负极材料还具有优异的热稳定性和安全性，能够满足电动汽车等应用领域对电池的高要求。
新型高性能锂离子电池负极材料研究实验报告
新型高性能锂离子电池负极材料研究实验报告一、引言随着科技的飞速发展，锂离子电池在各个领域的应用日益广泛，从便携式电子设备到电动汽车，再到大规模储能系统，对锂离子电池的性能要求不断提高。
其中，负极材料作为锂离子电池的关键组成部分，其性能直接影响着电池的能量密度、循环寿命和充电速率等重要指标。
因此，研发新型高性能的锂离子电池负极材料成为当前能源领域的研究热点之一。
二、实验目的本实验旨在研究和开发一种新型高性能的锂离子电池负极材料，以提高锂离子电池的综合性能，满足日益增长的市场需求。
三、实验材料与设备（一）实验材料1、原材料：＿____、＿____、＿____等。
2、化学试剂：＿____、＿____、＿____等。
（二）实验设备1、反应釜：用于材料的合成反应。
2、真空干燥箱：用于干燥合成后的材料。
3、电化学工作站：用于测试电池的电化学性能。
4、 X 射线衍射仪（XRD）：用于分析材料的晶体结构。
5、扫描电子显微镜（SEM）：用于观察材料的微观形貌。
四、实验过程（一）材料合成1、将原材料按照一定的比例混合均匀，加入适量的溶剂，在搅拌条件下进行反应。
2、反应完成后，将产物进行过滤、洗涤，然后放入真空干燥箱中干燥，得到初步合成的材料。
（二）材料表征1、使用 XRD 对合成的材料进行晶体结构分析，确定材料的物相组成。
2、通过 SEM 观察材料的微观形貌，包括颗粒大小、形状和分布等。
（三）电池组装1、将合成的负极材料、导电剂和粘结剂按照一定的比例混合，制成电极浆料。
2、将电极浆料均匀涂覆在铜箔上，经过干燥、压片等工艺，制成负极片。
3、以金属锂片为对电极，采用电解液组装成纽扣电池。
（四）电化学性能测试1、使用电化学工作站对组装好的电池进行恒流充放电测试，测量电池的充放电容量、循环性能和倍率性能。
2、进行循环伏安测试，分析电池的氧化还原反应过程。
五、实验结果与分析（一）材料表征结果1、 XRD 分析结果表明，合成的材料具有_____的晶体结构，峰形尖锐，结晶度良好。
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锂离子电池新型负极材料的研究现状姓名：孔路明班级：化学142学号：201401534214目录1新型碳材料 (1)1.1碳纳米材料 (1)1.2石墨烯 (2)2氧化物负极材料 (2)2.1锡的氧化物氧 (2)2.2钛基氧化物 (3)2.3硅基材料 (3)2.4碳酸盐材料 (4)3金属及合金类负极材料 (4)4小结 (5)参考文献 (6)锂离子电池新型负极材料的研究现状摘要：锂离子电池由于开路电压高、能量密度大、循环性能好等优点得到日益广泛的应用。
目前商业化使用的负极材料大多为石墨类负极材料，有很好的循环性能，但较低的理论容量（372mAh/g），逐渐不能满足人们对高能量密度电池的需求。
因此开发高容量负极材料已成为当前的研究热点，具有潜在实用价值的负极材料，主要包括合金反应、转化反应材料以及钛基材料，如合金材料硅、锡，过渡金属氧化物等。
关键词：锂离子电池，负极材料，研究现状1新型碳材料脱嵌反应材料的代表是已经广泛商业化的石墨负极材料。
这类材料的特点是，在充放电过程中，锂离子从材料主体脱出和嵌入，而材料基本结构不发生改变。
因此，这类材料大多循环性能优异。
在新型碳负极方面，未来的发展将主要集中在高功率石墨类负极及非石墨类高容量碳负极，以满足未来动力和高能电池的需求。
新型碳材料：如碳纳米管(CNT)石墨烯，由于具有特殊的一维和二维柔性结构、优良的导热性和导电特性，因此在锂离子电池应用中具有巨大的潜力。
1.1碳纳米材料碳纳米材料主要包括碳纳米管和碳材料的纳米掺杂。
在碳材料中掺杂纳米状Si理论容量高态的硅原子是最典型的碳材料纳米掺杂，Si嵌入锂时形成的Li4.4达4200A·h/g。
碳纳米管是一种单层或多层纳米级管状材料，主要由C-C共价键结合而成的碳六边形组成。
具有较高的硬度、强度、韧性及导电性能。
碳纳米管难以直接用作锂离子电池的负极材料。
因为碳纳米管作为电极材料存在首次效率较低、无放电平台、循环性能较差、电压滞后等缺陷。
碳纳米管可以制成薄膜，其微型电池的负极材料潜力很大，此外碳纳米管的结构与插锂机理之间的关系有待进一步深入研究[1]。
1.2石墨烯石墨和碳微球是传统的锂离子电池负极碳材料，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，稳定的苯六元环是其基本结构单元，电化学测试结果表明：石墨烯的电化学性能与其结构密切相关，这主要是它的片层排列方式和层结构所决定。
与石墨相比，有较高的可逆储锂容量；减少层数有利于获得更高的可逆容量；石墨烯具有超大比表面积。
研究发现：石墨烯片层的两侧均可吸附1个Li+，所以石墨烯的理论比容量是石墨的两倍，即744mA∙h/g。
石墨烯存在电压滞后、库仑效率低等缺点，很难直接作为负极材料。
(1)通过对石墨烯片层的结构与排列方式进行控制，可提高其电子与离子传输能力；(2)在石黑烯结构中引入其它的活性物质或活性位点，实现化学储锂离子与物理储锂离子的有机结合。
季红梅等[2]以三氯化铁和氧化石墨烯为原料，采用水热法合成了Fe2O3/石墨烯纳（RGO）锂离子电池负极材料。
电性能测试结果表明:180℃下得到的Fe2O3/RGO具有优良的循环稳定性和比容量.初始放电比容量达到1023.6mA∙h/g（电流密度为40mA/g）电流密度增加到800mA/g时，放电比容量维持在406.6mA∙h/g，高于石墨的理论放电比容量372mA∙h/g。
在其他较高的电流密度下比容量均持平。
该Fe2O3/RGO有希望作为低成本、低毒性、高容量的新一代锂离子电池负极材料。
2氧化物负极材料氧化物是当前人们研究的另一种负极材料体系，包括金属氧化物金属基复合氧化物和其它氧化物。
现在研究热点主要集中在锡锑氧化物上，也有关于锰铁钨等其他氧化物负极的研究。
2.1锡的氧化物氧锡的氧化物氧化锡和氧化亚锡都可以作为负极材料，氧化锡和氧化亚锡都具有一定的储锂能力其混合物也具有储锂能力，但在反应过程中有体积变化大首次不可逆容量较高循环性能不理想等缺点。
锡基复合氧化物是为克服循环性差的弱点在锡的氧化物中加入一些金属或非金属氧化物，如Fe、Ti、Ge、Si等元素的氧化物，在结构上锡基复合氧化物由活性中心Sn2O键和周围的无规网格结构组成，无规网格由加入的金属或非金属氧化物组成它们使活性中心相互隔离开来，因此可以有效储Li容量大小和活性中心有关。
锡基复合氧化物可用通式SnMx Oy（x≥1）表示，其中表示形成玻璃体的一组金属元素，常常是混合物，其不参加反应只作为惰性元素帮助Sn原子在玻璃基体中的分散，阻止了Sn原子的迁移，因此减缓了Sn原子聚集成簇大大提高了电池的循环性能。
2.2钛基氧化物钛基氧化物材料是脱嵌类材料的代表，主要包括二氧化钛（如TiO2-B）和钛酸锂（Li4Ti5O12）。
Li4Ti5O12被誉为“零应变”材料，在循环过程中材料体积变化小，结构不发生变化，其理论容量比石墨要低，为175mAh/g。
TiO2-B是近些年发展起来的材料,与Li4Ti5O12相似，其也具有稳定的充放电平台，循环稳定性良好，且理论容量容量更高，。
但是这两种材料的导电性都很差，为了提高其倍率性能，在合成过程中一般都需要加入碳材料包覆或者复合。
除此之外，钛基材料工作电位都很高，虽然安全性能十分优异，但钛基负极较高的放电平台会降低整体电池的输出电压，进而削弱电池的能量和功率输出。
2.3硅基材料理论上，硅与Li的插入化合物放电比容量可达到4200mA∙h/g,作为锂离子电池负极材料非常有吸引力。
然而硅在充放电过程中存在较大的体积变化，从而导致材料的容量衰减较快，电池的循环性能很差。
所以需要对Si进行改性，提高硅基负极材料的电化学性能，主要的改进方法一般采用表面处理、多相掺杂、形成硅化物等在硅基材料中，未来最有潜力的是硅基薄膜负极和硅的复合材料，薄膜的厚度和材料的制备方法对硅基薄膜负极的容量有着较大影响。
只要增加薄膜的厚度就可提供足够的活性材料，可望实现商业化。
硅与不同的材料复合就会达到不同的效果，结合硅不足之处选择最佳的材料进行复合将是一个研究的热点。
2.4碳酸盐材料早在2009年，Chowdari小组就报道了纳米化的(Cd1/3Co1/3Zn1/3)CO3这一新型高容量锂离子电池负极材料。
在0.1-3V电压区间，材料可逆容量高达680mAh/g，且在不同倍率下能够稳定循环170周，展现了碳酸盐作为高性能负极的巨大的潜力。
随后，Tirado课题组在MnCO3材料研究方面做了深入工作，发现Co的掺杂可以很好地提高倍率性能，并且能够增加高倍率下的循环稳定性。
值得注意的是，纯相的MnCO3和Mn1-xCoxCO3材料所表现出的实际容量都超过其理论值，即为“超容量”现象。
鉴于碳酸盐材料的低成本及高性能特点，近些年被研究者们广泛研究。
除了CoCO3、MnCO3之外，FeCO3、Mn0.54Ni0.13Co0.13(CO3)0.8以及多种微纳结构如空壳结构、石墨烯复合结构、导电聚合物包覆结构等取得了很大进展。
3金属及合金类负极材料金属锂是最先采用的负极材料，即一次电池但因充电时，负极表面形成枝晶，造成电池短路，于是人们开始寻找一种能替代金属锂的负极材料合金负极材料是研究较多的新型负极材料体系。
合金反应是指在放电过程中，材料与锂离子形成Lix My合金，并在充电过程中将锂离子释放。
这类材料M单质主要代表是第四主族材料硅（Si）、锡（Sn）和锗（Ge）等。
这类材料的理论比容量非常高。
如Si，其单位储锂量为4.4Li+，即理论质量比容量高达4400mAh/g。
同时，硅的体积比能量密度也远大于商业化材料，可惊人达到石墨的15倍之多。
锂能与许多金属，如Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn在室温下形成金属间化合物，由于锂合金形成反应通常为可逆，因此能够与锂形成合金的金属理论上都能够作为锂离子电池负极材料。
金属合金最大的优势，就是能够形成含锂很高的锂合金，合金材料由于加工性能好导电性好等优点，因此被认为是极有发展潜力的一种负极材料目前研究主要集中在Sn基Si基Sb基和Al 基等合金材料。
研究表明，锂合金负极材料的充放电机理实质上就是合金化与脱合金化反应，但该过程导致的巨大体积变化是需要克服的问题。
虽然合金化材料作为锂离子电池负极具有很大的容量优势，但其同样着致命的缺点。
这类材料在电化学反应过程中，随着嵌Li+量的不断增加，材料体积急剧膨胀，深度嵌锂后体积膨胀可达300%以上。
当Li+脱出时，在Li-M界面上材料体积不断收缩，使得整个颗粒易于破碎并粉化，进而导致材料机械性能下降、SEI膜不稳定以及主体材料从集流体脱落等一系列问题[3]。
因此，合金反应类材料差的循环性能极大的限制了材料的商业化应用。
目前对材料改性的方法主要有三种：第一种是形成独特的纳米结构，如纳米线、纳米管、纳米柱等[4]；第二种是加入碳质材料形成核壳或者复合结构，如碳包覆，石墨烯复合等[5]；第三类是采用更为高效的粘结剂，如海藻酸钠[6]。
总的来说，对于理想的锂离子电池负极需要尽可能满足以下特征：（1）嵌锂电位要尽可能低，以保证电池整体的高电压输出，确保体系具有高的能量和功率输出；（2）作为锂离子的Host，可逆储锂的容量要大，以得到较高的能量密度；（3）锂离子脱嵌过程中，材料主体结构尽可能保持不变，以维持稳定的循环性能；（4）充放电过程中，应具有良好稳定的反应平台，以确保稳定的电压输出；（5）具有良好的导电性和离子迁移率，使得材料大倍率性能优异；（6）具有稳定且良好的表面结构，使得材料在反应过程中拥有稳定的固体-电解液界面（SEI）并减少副反应的发生；（7）对于实用化而言，负极材料应具有低成本、环境友好和易制得等优点。
4小结当今的研究重点主要集中在寻找使电池具有高比容量高、充放电效率高、循环性能和较低的成本方向的电极材料并使其商品化。
上负极材料虽然各自优点突出，但是均存在不足。
未来锂离子电池负极材料的研究将主要是复合电极材料，然而材料能否在生活中广泛应用，既取决于材料的性能，也取决于制备方法是否适用于规模化生产。
倘若这些材料在实际中得到了应用，可根据应用场合，选择与负极材料相适应的正极材料和电解液，使最终组成的电池具有优越的性能。
参考文献［1］吴宇平,张汉平,吴峰等.绿色电源材料[M].北京：化学工业出版社，2008：75.［2］季红梅,于湧涛,王露等.水热合成Fe2O3/石墨烯纳米复合材料及其电化学性能研究[J].常熟理工学院学报(自然科学)2012,26(10):55-58.[3]PARK C M, KIM J H, KIM H, etal. Li-Alloy based anode materials for Li secondary batteries[J]. Chem. Soc. Rev., 2010, 39: 3115-3141.[4]CHAN C K, PENG H, LIU G, etal. High-performance lithium battery anodes using silicon nanowires[J]. Nat. Nanotechnol., 2008, 3: 31-35.[5]ZHAO X, HAYNER C M, KUNG M C, et al. In-Plane vacancy-enabled high-power Si-graphene composite electrode for lithium-ion batteries[J]. Adv. Energy Mater.,2011,1:1079-1084.[6]KOVALENKO I, ZDYRKO B, MAGASINSKI A, et al. A major constituent of brown algae for use in high-capacity Li-ion batteries[J]. Science,2011, 334: 75-79.。