锂离子电池负极材料:（1）碳材料：石墨化碳材料、无定型碳材料。如石墨、软碳、中间相碳微球已在国内有开发和研究，硬碳、碳纳米管、巴基球C60等多种碳材料正在被研究中。（2）其它材料：氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金、纳米氧化物等。
负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。充电时：xLi+xe6C-LixC6放电时：LixC6→xLi+xe+6C大体分为以下几种：
第一种是碳负极材料：石墨化碳材料、无定型碳材料。如石墨、软碳、中间相碳微球已在国内有开发和研究，硬碳、碳纳米管、巴基球C60等多种碳材料正在被研究中。实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。同第二种是锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。
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面对低温条件，电动车辆动力电池的充、放电特性将变差，容量和寿命也会衰减，进而导致车辆续驶里程及整车动力性能显著下降，充电时间明显延长。另外，北京冬奥会河北赛区地形主要为山区，进入冬季，道路坡度与冰雪路面等将导致车辆行驶工况十分复杂。据国家新能源汽车监测与管理中心主任、北京理工大学机械与车辆学院教授孙逢春介绍，面对复杂路况，现有以电动为主的新能源车辆智能化程度普遍较低，尚无法满足冰雪覆盖的低附着路面等复杂路况对车辆智能化的要求，也对新能源汽车智能自主决策能力提出了较大挑战。
第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料，没有商业化产品。
第四种是合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、褚基合金、铝基合金、梯基合金、镁基合金和其它合金，没有商业化产品。
第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
第六种纳米材料是纳米氧化物材料：目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展*新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的冲放电量和充放电次数。
几个与锂离子电池负极材料有关的概念
电化学容量：单位质量的活性物质充电或放电到*大程度时的电量，一般用mAh/g表示。
不可逆容量损失：在充放电过程中，电极的充放电效率低于100%，及放电的电化学容量低于充电，损失的部分被称为不可逆容量损失。电极电位：理想的负极材料的电极电位应与金属锂接近，随锂的嵌入量不同变化不大。石墨的电极电位在0.4V到0.0V之间变化，是比较合适的负极材料。
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充放电倍率：反应电池充放电的快慢。
循环性：电极材料在反复充放电过程中保持电化学容量的能力。电池循环性与电极材料的结构稳定性、化学稳定性、热稳定性有关。
锂离子电池负极材料存在问题
（1）电压滞后，即锂的嵌入反应在0~0.25V之间进行（相对于Li+/Li）而脱嵌反应则在1V左右发生；
（2）理论上还需进一步深化。这有赖于各种高纯度、结构规整的原料及碳材料的制备和更为有效的结构表征方法的建立。
锂离子电池负极材料发展方向
（1）更小的纳米尺度的嵌锂微结构。
（2）制备高纯度和规整的微结构碳负极材料。
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锂离子电池的正极材料有很多种，按正极材料的不同，可分为钴酸锂，锰酸锂，三元材料，磷酸铁锂和钛酸锂等。三元锂电池是指使用镍、钴、锰三种过渡金属氧化物作为正极材料的锂电池，由于它综合了钴酸锂，镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，性能优于以上任一单一组分正极材料。实验分析标明，三种不同化合价的元素形成了超晶格结构，三种组分之间存在明显的协同效应，使得材料更加稳定，且放电平台高达3.6V，因此被认为是*有应用前景的正极材料之一。三元电池具有能量密度高，安全稳定性好，支持高倍率放电等优异的电化学特性，以及价格适中的成本优势，在消费类数码电子产品，工业设备，医疗仪器等中小型锂电池领域获得了广泛应用，并在智能机器人，AGV物流车，无人机和新能源汽车等动力锂电池领域显示出了强劲的发展潜力。
目前对三元材料的研究主要集中在前驱体的制备，材料的合成以及电化学性能与结构的关系上。该材料中大部分过渡金属元素Ni、Co、Mn分别以+2、+3、+4价态存在，在充放电过程中，发生电化学反应的只有Ni2+/Ni4+和Co3+/Co4+，Mn基本不参与电化学反应，只是起到稳定材料结构的作用。关于制备方法，工业上常用的合成方法有：高温固相法，共沉淀法，溶胶-凝胶法，水热合成法，燃烧法等。三元材料是一种综合性能优越的锂电池正极材料，在一定范围内改变三种材料的摩尔配比，并加入相应的添加剂（粘结剂，导电剂，集流体等），可以得到在某一方面有突出的表现特性，比如动力型三元锂电池，容量型三元锂电池，超低温三元锂电池等等。
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