负极活性物质对锂离子电池循环性能的影响

　　负极活性材料的物化结构性质对锂离子的嵌入和脱出有决定性的影响，使用容易脱嵌的活性材料，充放循环时，活性材料的结构变化小，而且这种微小变化是可逆的，因此有利于延长充放循环寿命。

　　锂离子电池负极中碳的结晶度微观结构和质地会影响负极的Li+扩散系数，而锂离子嵌入、脱嵌过程的扩散动力学决定着锂离子电池的速率性能，因此碳的结晶度微观结构对不同充放速率条件下的循环性能的影响程度也不同。石墨化的MCF作负极时，由于其结构呈放射状和高度石墨化，有利于Li+快速扩散和快速嵌入。高度结晶的石墨具有高度取向性和层状结构，具较厚碳层，Li+插入的方向性强，使其大电流充放循环性能受到影响；而焦碳材料的无序性和较薄的碳层，Li+嵌入速率快，快充能力强，而且锂嵌入引起体积膨胀与石墨相比则小得多，故充放循环过程容降率较小，而且耐老化。锂离子电池的LiCoO2/石墨在多量的有机电解液中进行大电流（≥1C）充放循环时，发现容量衰减较快，重要原由是：以≥1C充放时，石墨的层间距变化较大，粉体膨胀显著，有机溶剂易与Li+共插入层间以及溶剂进一步分析，解剖这类电池实际上看到负极涂层发生较严重的粉化和剥离，故使循环性能恶化。热解决温度较低制得的MCMB具有混层结构（非明确的层结构），其中插Li+反应较容易，结构变化很小，故其循环寿命性能较天然石墨的优良。北京有色院采用在石墨表面包一层有机聚合物热解碳的办法制得复合石墨，减少了有机溶剂共插反应，从而较大地提高了充放循环性能。

　　锂离子电池过充电时，锂离子还原沉积在负极表面。从微孔储锂机理来看，新沉积的锂包覆在负极表面，阻塞了锂的嵌入，由于锂的性质很活泼，易与电解液反应而消耗电解液，从而导致放电效率降低和容量的损失。快速充电，电流密度过大，负极严重极化，锂的沉积更为分明。溶剂中如存在LiCO3，LiF或其它副反应产物，金属锂在负极沉积的速率更快，进而影响电池的循环性能和安全性。