鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合製成糊狀膠合劑均勻塗抹在銅箔兩側,經乾燥、滾壓而成。
負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體,使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。鋰電池充電時,正極中鋰原子電離成鋰離子和電子,並且鋰離子向負極運動與電子合成鋰原子。放電時,鋰原子從石墨晶體內負極表面電離成鋰離子和電子,並在正極處合成鋰原子。
在鋰離子電池材料中,負極材料屬於重要的組成部分,能夠對整體鋰電池的性能產生較大影響。目前,負極材料主要被劃分為兩個類別,一種為商業化應用的碳材料,例如天然石墨、軟碳等,另一類為正處於研發狀態,但是市場前景一片大好的非碳負極材料,例如矽基材料、合金材料、錫金材料等等。
1、碳負極材料
此種類型的材料無論是能量密度、循環能力,還是成本投入等方面,其都處於表現均衡的負極材料,同時也是促進鋰離子電池誕生的主要材料,碳材料可以被劃分為兩大類別,即石墨化碳材料以及硬碳。其中,前者主要包括人造石墨以及天然石墨。
2、天然石墨
天然石墨也具有諸多優勢,其結晶度較高、可嵌入的位置較多,並且價格較低,是較為理想的鋰離子電池材料。但其也存在一定的弊端,例如在與電解液反應時,相容性較差,在進行粉碎時表面存在諸多缺陷等,這都將對其充電或放電的性能產生較大的不利影響。