リチウムイオンを蓄える本体

充放電時のリチウムイオンの可逆的な挿入・脱離

リチウム電池の性能に重要な役割を果たします

挿入/抽出、合金化/脱合金

相転移

変態反応

可逆的な有機化学結合の切断

表面充電: コンデンサ

フリーラジカル

堆積・沈殿

界面反応

金属リチウム負極材料

炭素系負極材料

シリコン系負極材料

錫系負極材料

ゲルマニウム系負極材

チタン酸リチウム負極材

高電圧および高エネルギー密度

融点が低い → 安全性の問題

リチウムと電解質の反応生成物がリチウムを被覆→リチウムが分散

黒鉛負極材料の充放電機構→黒鉛層間化合物の形成

問題があります

形成過程

準備工程と方法

メリットとデメリット

黒鉛化

ソフトカーボン

ハードカーボン

カーボンナノファイバー

フラーレン

カーボンナノチューブ

グラフェン

活物質の粉砕

シリコン系負極表面に不安定なSEI膜が形成→リチウムイオンが消失、 インターフェース抵抗が増加し、バッテリーのサイクル寿命が減少します

電子伝導ネットワークの破壊

高い理論比容量

錫は酸化還元電位が低く、導電性が良好です。

豊富な埋蔵量と無毒

高い理論比容量

Siと比較して、Ge中のリチウムイオンの拡散速度は400倍です。 電子伝導率104倍→大電流・高電力機器に最適

価格が高く、実用化が制限される

体積膨張の深刻な問題、電極の脱落、その他全体的な問題 バッテリーの容量と寿命の劣化

ナノ化

カーボンコーティング

アモルファス

多孔質構造

一次元ゲルマニウムナノチューブおよびナノワイヤ、ゲルマニウム膜およびその他の構造

電位1.55V

理論容量 175mAh/g (140-160)

ゼロ歪み材料 (充放電プロセス中の材料体積変化 <1%)

安全

長寿命

高倍率 - グラファイトと比較して

導電率

潜在的な窓

大電流充電