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用于电池负极的纳米材料有哪些？      

锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标，负极材料把握动力电池安全性命脉。

把负极材料的纳米化的好处在于：

1.可以改善电化学性能。使得锂离子的迁移路径减少，有助于锂离子的反应化，提高材料的循环性。

2. 纳米材料的大比表和小尺寸，有助于锂离子电池的可逆循环容量优良性。

3. 控制反应时间和纳米产物的形态，可以有效地提高可逆容量的电化学性能。

锂电池负极材料大体分为以下几种：

种碳负极材料：

   实际用于锂离子电池的负极材料大都是碳素材料，目前，商业化的锂离子电池主要是以石墨为负极材料，石墨的理论比容量为372 mA·h/g，而市场上的石墨材料已经可以达到360～365 mA·h/g，因此相应锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限，越来越不能满足下一代高容量高功率电池的需求。

第二种纳米硅负极材料：

纳米硅也是研究方向之一，Si材料理论比容量达到3572mAh/g，远高于石墨材料，因此吸引了广泛的关注，但是Si在嵌锂和脱锂的过程中会产生高达300%的体积膨胀，造成颗粒的破碎和活性物质脱落，为了克服这一缺点，人们将Si材料制成纳米颗粒，以便缓解Si颗粒膨胀产生的机械应力。目前其他Si纳米结构包括1维的纳米线，1维纳米线能够与集流体和电解液之间形成良好的接触，并留出足够的空间供Si膨胀，因此该材料的可逆比容量高达2000mAh/g，并具有良好的循环性能。

硅的比容量很大，但是充放电的时候及其容易发生巨大的形变导致级片失效，所以现在一般的研究方向都是硅的复合材料。目前比较常见的硅碳负极材料主要有碳包覆纳米硅和硅纳米线。

第三种锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。

纳米氧化锡（VK-Sn30）的理论容量是875mAh/g，纳米氧化锡作为锂离子电池负极材料具有容量高，价格优等特点。

第四种合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金、纳米锡-硅复合负极材料，显著提高锂离子电池性能。

第五种 纳米氧化物材料： 包括纳米二氧化钛（VK-TA30D/T30D），纳米氧化钨（VK-W30），纳米氧化铁（VK-E01）等。其中，纳米氧化铁Fe2O3（VK-E01）作为锂离子电池的负极材料具有以下特点：

1. 容量高。氧化铁的容量理论值为1007mAh/g

2. 安全性好。由于纳米氧化铁（VK-E01）的放电电压很高，它可以阻止锂的晶枝生长因而可以回避因放电而造成的枝晶生长，造成电池内部的短路。

3. 资源丰富，价格低廉，环境友好，无毒无害。

目前研究较多的是纳米氧化铁（VK-E01）和石墨结合成的复合材料，应用在电极的负极，具有很重要的意义。