锂离子电池与二次锂电池最大的区别

锂离子电池与二次锂电池最大的区别在于，前者用嵌锂化合物代替金属锂作为电池的负极。因此，锂离子电池的研发在很大程度上是负极嵌锂化合物的研发。

作为锂离子电池的负极材料，必须具备以下条件:(1) 低电化当量；(2) 锂离子的脱嵌容易，高度可逆；(3) Li 扩散系数大；(4) 电子导电率较好；(5) 热稳定性和电解质相容性好，容易制成适用电极。

目前，锂离子电池的负极材料主要包括碳材料和非碳材料。实际用于锂离子电池的负极材料基本上是碳材料，如人造石墨、天然石墨和中间相碳微球(MCMB)、此外，人们还在积极研究和开发非碳负极材料，如石油焦、碳纤维和热解树脂碳。

1、碳负极材料

碳材料根据其结构特点可分为两类：易石墨碳和难石墨碳，通常称为软碳和硬碳材料。通常，硬碳颗粒较小，颗粒方向不规则，密度小，表面多孔，晶体间距（d002）较大，一般为0.35～0.40nm，软碳约0.35nm。

主要有碳纤维、碳微球、石油焦等。主要有碳纤维、碳微球、石油焦等。其中，普通石油焦比容量低，约160 mAh·g-1.循环性能差，通过改性处理石油焦(国产)可将比容量提高到250 mAh·g-并且具有良好的循环性能。树脂碳主要用于硬碳，有机聚合物(PVA、PVC、PVDF、PAN等)热解碳和碳黑(如乙炔黑)等。

与非石墨化碳材料相比，石墨具有良好的导电性、高结晶性和良好的层状结构，更适合Li离子的分离/嵌入，形成LiC6锂-石墨层间插入化合物Li-GIC。

石墨材料主要包括人造石墨和天然石墨。人造石墨是由易石墨化碳（软碳）经高温石墨化制成的。人造石墨材料作为锂离子电池的负极材料，主要包括石墨化中间相碳微球、石墨纤维等石墨化碳。

2、非碳负极材料

含锂过渡金属氮化物是氮化锂Li3N高离子导体材料(电导率为102)·cm-在1)研究的基础上，可分为反CaF2型和Li3N型，代表性材料分别为Li3-xcoxN和Li7MnN4。Li3-xcoxn属于Li3N结构锂过渡金属氮化物(Li3N)-xMxN，M为Co、Ni、Cu等)，该材料比容量高，可达900 mAh·g-1.无不可逆容量，平均充放电电压约为0.6V，也可与无法提供锂源的正极材料相匹配。

Li7Mnn4属于反CaF2型结构锂过渡金属氮化物(其通式为Li2n-1mnn，M代表过渡金属)，比容量低，约200 mAh·g-1.但循环性能好，充放电电压平坦，无不可逆容量。特别是当该材料用作锂离子电池的负极时，不能提供锂源的正极材料也可以与其匹配。

TiS2、Mos2等硫化物也可作为锂离子电池的负极材料，可与Licoo2一起使用、LiNiO2、Limn2o4等4V正极材料匹配电池。这种电池电压低，如TiS2为负极，Licoo2为正极，电压约2V，循环性能好，可达500次。