锂电池的金属单质为负极材料存在什么缺陷

编辑：贝朗斯动力商城发表时间：2019-07-22 浏览量: 2425

锂电池金属类负极材料主要包括金属单质和金属间化合物。这类材料都具有超高的嵌锂容量，但作为锂电池负极材料时会产生巨大的体积效应，即储存大量的锂时，体积可膨胀到原来的数倍，极大程度地造成电极粉化，材料的循环性能不佳，如单质Sn可以与锂形成Li22Sn形成高富锂合金，理论容量高达994mA.h/g；铝的原子量小、重量轻，尽管每摩尔金属铝的嵌锂量(2.5mol)小于金属Sn的嵌锂量(4.4mol)，但其密度小，理论重量比容量高达2234nsA·h/g，但金属单质目前还不具有直接用作锂电池负极材料的可行性。

金属间化合物一般为锡基纳米负极材料，选配原则多为"活性材料/非活性材料”型，也有一些"活性材料/活性材料”型。由于合金组分间有较强的互选性，合理的选况组分可以有效抑制纳米金属单质的“体积效应"，提高电极材料的循环性能，如Ni3Sn4合金、Sn-Ni合金、S n-Sb合金、Sn-Cu-B合金、Ni3Sn2合金、Al-Cu合金、Al-Mn合金等都具有很高的初始嵌锂容量，但首次充放电过程的不可逆容量损失过高，容量衰减快，其实际应用仍然受到很多限制。