1.負極重要在哪里？

鋰離子電池負極重要性體現(xiàn)在哪里？鋰離子電池的輸出電壓等于其正極電壓和負極電壓的差值，所以，鋰離子電池負極的脫嵌鋰電壓決議了電池的輸出電壓（至少一半），負極作業(yè)電壓越低，電池的作業(yè)電壓就越高。

電池比容量由正極比容量和負極比容量一起決議，負極比容量至少在感覺上決議了電池比容量的一半。

電池實踐可利用容量還和負極脫鋰電壓渠道歪斜程度有關(guān)，脫鋰電壓渠道越平，負極可利用容量就越高，電池的比容量也就越高。

假定正極容量為PmAh/g，負極容量為QmAh/g，電池的理論比容量x滿意下式

2.質(zhì)量比能量和電壓之間的退讓

嚴厲講，這種退讓不包括鋰金屬。鋰金屬作業(yè)電壓0V，理論容量3862mAh/g，實踐容量由活性物質(zhì)利用率決議。

為何要退讓？一般講，現(xiàn)在的負極候選資料（不包括金屬鋰）具有一個根本特點便是容量越大活性電極資料，其脫鋰電壓渠道（或許均勻值）越高，例如，石墨類碳資料均勻脫鋰電位為0.15V，實踐容量為350mAh/g；Sn負極均勻脫鋰電位為0.5V，理論容量為990mAh/g；Si負極均勻脫鋰電位為0.45V，理論容量為4200mAh/g。Sn和Si的實踐可利用容量，還不確認，終究由運用條件決議。

電池能量密度和比特性是均勻作業(yè)電壓(正負極電壓差)與質(zhì)量比容量（或許體積比容量）的乘積決議，在以Si或許Sn代替碳基資料時，電池比容量增大量是否能補償電池作業(yè)電壓的下降，是要考慮的一個重要因素。一個簡單的例子說明，假定正極為磷酸鐵鋰，其作業(yè)電壓以3.45V計，容量以160mAh/g計；當與石墨碳(以0.15V，350mAh/g實踐容量計)匹配時，1g磷酸鐵鋰匹配0.457g石墨碳，全電池理論比能量為(3.45-0.15)V*160mAh/1.457g=362.3mWh/g。

1g磷酸鐵鋰與Si負極匹配，Si負極按照0.45V和4200mAh/g核算，匹配后的全電池比能量為(3.45-0.45)V*160mAh/1.038g=462mWh/g。顯著的，運用Si負極代替石墨碳負極以后，其容量新增能夠補償由于其脫鋰電壓升高導致的電池電壓下降帶來的影響。當然，這是理論的考慮，由于Si負極實踐容量不或許達到其理論值。假定Si負極實踐容量為p，要滿意全電池比能量大于362.3mWh/g的條件，滿意的聯(lián)系式是

當然，上式仍是做了一點簡化，未考慮Si負極電壓與容量的聯(lián)系，可是能夠說明咱們目前要評論的目的。核算可得p至少要492.5mAh/g，換句話說，Si負極的實踐容量要大于492.5mAh/g才干保證全電池的質(zhì)量比特性不變差(和磷酸鐵鋰/石墨碳體系相比)。高容量C-Si復合負極資料的開發(fā)，也能夠借鑒上述評論，粗略講，C-Si復合負極在實踐使用時其中的Si部分奉獻的容量不能小于492.5mAh/g，不然就沒有任何含義了。

這便是負極脫鋰電壓升高和可逆容量增大兩個參數(shù)之間的退讓聯(lián)系。正由于這兩個參數(shù)之間存在退讓聯(lián)系，這兒就直接忽略了鈦酸鋰、氮化物，由于二者的電壓渠道實在是高，高得無法容忍。

3.復合負極資猜中的高鋰化態(tài)

目前看來，單獨以Si、Sn等完全代替石墨碳負極的或許性還不大；折衷方法是Si/C或許Sn/C復合負極的運用，廣義的便是M/C復合負極。

M/C復合負極的一個最大問題是高鋰化態(tài)的存在。高鋰化態(tài)是必然存在的，這是由于M的均勻脫鋰電壓高于石墨碳的原因。高鋰化態(tài)是針對M而言的，M的高鋰化態(tài)會導致一些意想不到的難題。新制備的M/C復合物產(chǎn)品是無鋰態(tài)，從無鋰態(tài)到M的高鋰化態(tài)，伴隨著體積的劇烈改變，鋰化后仍是否保持著開始的M和C的微觀相互聯(lián)系，關(guān)于循環(huán)穩(wěn)定性十分重要；此外，還存在首次充放電庫倫效率嚴峻低的問題，或許這能夠選用預循環(huán)來解決，可是預循環(huán)辦法會伴隨著新的電池制作工藝開發(fā)。

4.負極研討誤區(qū)

關(guān)于鋰離子電池，其電壓不或許作業(yè)到0V；其比特性由正負極電壓差、正負極容量一起確認；這在本征上決議了一些電壓渠道不顯著，或許即便顯著可是高于1.0V的乃至是要從3.0V一向作業(yè)到0.0V的氧化物，不具有實踐使用的或許。因此，目前一些有關(guān)具有上述特點的氧化物脫嵌鋰的行為的研討，沒有任何含義，比方一些有關(guān)氧化銅、氧化鐵等資料的脫嵌鋰行為研討，無任何含義。