鋰離子電池負(fù)極材料的重要種類有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中間相炭微球(8%)及其他類型(3%)。石墨類負(fù)極材料仍然占據(jù)鋰電負(fù)極材料的主流地位，但近年新型負(fù)極材料(如鈦酸鋰等、石墨烯)等的研發(fā)與應(yīng)用也開始受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。

①鈦酸鋰

尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關(guān)注的負(fù)極材料，因具有如下優(yōu)點：

1）鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎零應(yīng)變；

2）嵌鋰電位較高（1.55V），防止鋰枝晶出現(xiàn)，安全性較高；

3）具有很平坦的電壓平臺；

4）化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)和庫倫效率高。

鈦酸鋰的諸多優(yōu)點決定了其具有優(yōu)異的循環(huán)性能和較高的安全性，然而，其導(dǎo)電性不高、大電流充放電時容量衰減嚴(yán)重，通常采用表面改性或摻雜來提高其電導(dǎo)率。

②硅基材料

硅作為鋰離子電池理想的負(fù)極材料，具有如下優(yōu)點：硅可與鋰形成Li4.4Si合金，理論儲鋰比容量高達(dá)4200mAh/g（超過石墨比容量的10倍）；硅的嵌鋰電位（0.5V）略高于石墨，在充電時難以形成鋰枝晶；硅與電解液反應(yīng)活性低，不會發(fā)生有機(jī)溶劑的共嵌入現(xiàn)象。

③碳納米管

碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負(fù)極材料在大倍率充放電時極化用途較小，可提高鋰離子電池的大倍率充放電性能。然而，碳納米管直接作為鋰離子電池負(fù)極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。