市場上
鋰離子電池負極基本可分為石墨和硬炭(HC)兩種。兩者各有長短,制成的鋰離子電池特性也有差別,主要體現在以下幾個方面:
石墨負極的放電曲線比較平坦,而HC放電過程中電壓緩慢地下降。因此石墨負極適合電壓較高的設備;
石墨負極因為充放電過程的膨脹/收縮導致循環特性劣化,而HC循環特性出色;
與石墨負極相比,HC對于浮充電和維持充電(除了作為攜帶裝置全用時以外,平時全都預先連接到充電器那樣的用法)的耐性大。
此外,碳材料以外的其他材料作負極的各種研究也在進行,有研究表明,氧化錫、氧化硅等吸收鋰的能力高于碳材料,也可以作為鋰離子的負極。但是,這些負極材料伴隨Li的插入,體積膨脹非常大,造成循環特性等劣化。
今后,以碳素為主以Li插入量更多的材料的研究將繼續下去,研究要解決的問題主要有:
不追求插入的Li在放電過程中全部脫出,只是使不能被脫出的非可逆成分(對放電沒有貢獻)盡可能少。事實上,上述的金屬氧化物與碳材料相比非可逆成分非常多,這是個要解決的問題;
金屬氧化物和石墨一樣,Li插入使負極膨脹較大,希望盡量減少這種膨脹;
電解液等和Li不應發生反應,特別要注意它們在高溫下的反應特性。