鋰電池硬碳負(fù)極材料在新能源車領(lǐng)域的應(yīng)用

負(fù)極指電源中電位（電勢）較低的一端。在原電池中，是指起氧化作用的電極，電池反應(yīng)中寫在左邊。從物理角度來看，是電路中電子流出的一極。而負(fù)極材料，則是指電池中構(gòu)成負(fù)極的原料，目前常見的負(fù)極材料有碳負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料、合金類負(fù)極材料和納米級負(fù)極材料。

負(fù)極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一，目前商業(yè)化鋰離子電池采用的負(fù)極材料主要包括：1、石墨類碳材料，分為天然石墨、人造石墨；2、無序碳材料，包括硬碳和軟碳；3、鈦酸鋰材料；4、硅基材料，主要分為碳包覆氧化亞硅復(fù)合材料、納米硅碳復(fù)合材料、無定形硅合金。

本文主要說明鋰電池硬碳負(fù)極材料在新能源車領(lǐng)域的應(yīng)用，硬碳（HardCarbon）是指石墨化碳，一般為500～700mAh。硬碳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且充放電循環(huán)壽命長，且碳鋰電位能夠高于0。2V，安全性能更好。硬碳的結(jié)晶分散，鋰離子容易進出，便于增加電池的輸出功率，但缺點是存儲的鋰離子的量較少，因此容量會變小。

簡單估算，一輛日產(chǎn)LeafEV需要的鋰電池（24kWh）相當(dāng)于4400多部蘋果iPhone5手機的鋰電池（3。8V／1434mAh，約合5。45Wh），即使一輛配備2。4kWh鋰電池的混合動力車（HEV）也需要440部iPhone5鋰電池。因此，電動汽車（EV）和混合動力車等動力鋰電池市場對那些領(lǐng)先的負(fù)極材料企業(yè)非常具有吸引力。結(jié)合硬碳材料的特點來看，它相對更適合于重視輸出功率的混合動力車（HEV）用動力鋰電池的制造。資料顯示，目前已有不少HEV動力鋰電池企業(yè)在采用硬碳作為負(fù)極材料。如本田（Honda）推出的思域HEV，日產(chǎn)風(fēng)雅HEV鋰電池。這些動力鋰電池的單位重量輸出密度均高達(dá)3550～4000W／kg，比原來鎳氫電池（Ni－MH）的約1200W／kg提高到了3倍以上。

鋰電池硬碳負(fù)極材料制成的鋰電池具有高電壓、高能量、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等眾多優(yōu)點，已經(jīng)在消費電子、電動工具、醫(yī)療電子等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在純電動汽車、混合動力汽車、電動自行車、軌道交通、特種航天、船舶艦艇等交通領(lǐng)域逐步獲得推廣。同時，鋰離子電池在大規(guī)模可再生能源接入、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、分布式儲能、家庭儲能、數(shù)據(jù)中心備用電源、通訊基站、工業(yè)節(jié)能、綠色建筑等能源領(lǐng)域也顯示了較好的應(yīng)用前景。