Page 116 - 能源动力工程的发展与展望

D 能源动力工程的发展与展望
evelopment and Prospects of Energy and Power Engineering

其运用具有非常大的限制。第四种是 LiFePO。这是一种磷酸盐聚阴离子化合物，
也是近年来较快地发展起来的正极材料之一，具备了比较高的安全性，其耐高温
性相当好，循环性能也具有优势，从而使其在动力电池与备用电源领域具有十分

广阔的实际运用前景。然而，同时其也存在着电压平台比较低、电导率较低以及
低温的放电性与倍率放电差等特点。综合考虑正极材料的未来发展前景，磷酸铁
锂材料中所存在的一系列问题必将得到合理的解决，学者们与企业所一致看好的
LiFePO 能够在车用电池领域当中具备较好的发展前景。

（二）负极材料研究现状
当前，对于锂电池负极材料的研究主要集中于碳材料、合金材料钛酸锂以
及过渡金属氧化物等等。其中，碳材料是研究者最早投入研究并用在锂电池生产
中的负极材料。依据负极材料的结构特性，一般分为三类：石墨，易石墨化碳即

软碳，难石墨化碳，即硬碳。因为软碳和石墨所具有的结晶性能较为类似，一般
均觉得其比硬碳更为容易插入锂之中，也就是更为容易进行充电，其安全性自然
也就更加好。石墨类材料的技术相对来说较为成熟。常规锂电池负极材料主要有
天然石墨、天然石墨改性材料、中间相炭微球以及石油焦类人造石墨等，其中中

间相炭微球的结构较为特殊，呈现出球形的片层结构，而且表面上较为光滑，其
直径介于 5m ～ 40m，这一材料所具有独特的形貌导致其在比容电量（能够达到
33OmAh/g 之上）、安全性能、放电效能及循环寿命（循环次数在 2000 次之上）
等诸多方面具备了明显的优势，然而其成本有待于进一步降低。当前，硬碳材料

因为具有首效较低、压实的密度较低、工艺上不够成熟等大量问题，所以尚未进
入到大规模的商品化之中，而国内对这一领域尚处在试验阶段之中，有关的文献
报道非常少。除了上述碳类负极材料之外，其他的负极材料包括了锡基复合氧化
物、碳硅复合材料以及钛酸锂等，其中的钛酸锂是目前重要的研究热点。这种材

料是一种嵌入式的化合物，呈现出尖晶石结构，还可嵌入 Li。目前，电极理论嵌
锂容量的大小是 l75mAh/g。在作为锂动力电池负极材料之时，钛酸锂具备了十
分显著的有利条件，不仅循环寿命非常长，而且钛酸锂的体积变化十分小，被称
之为零应变材料。钛酸锂与电解液间在界面上不会出现 SEI 膜，而且内阻并不会

有增加，其安全性能十分优异，电压平台在 1.5V 左右，不容易导致金属锂的析出。
电压的平台较为稳定，具备了极好的耐过充性能以及耐过放性能。然而，钛酸锂
电极电位相对而言比较高，其压实密度与重量比能量相对而言比较低，导致导电

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