王 莉，刘建红，何向明

（清华大学核能与新能源技术研究院，北京100084）

锂离子电池作为绿色高能电池，是便携式电子设备及电动汽车的理想电源，比能量高、安全性好以及廉价的新材料是目前锂离子电池研究中的核心内容[1-8]。目前锂离子电池的负极主要采用碳材料[9-13]，但石墨负极的容量相对较低(372 mA·h/g)[7]，快充电时有析锂的安全性风险[5,14]。为克服石墨负极的上述问题，人们尝试了过渡金属氧化物[15-17]和合金材料[18-21]等新型高比容量负极材料，虽然在比容量方面获得了非常显著的进步，但这些新型负极普遍存在循环性差、首次不可逆容量大等问题，短期内难以解决，而且快充中的析锂问题较少被关注和讨论。探索新型负极材料对研发更高性能的锂离子电池具有重要的意义。由于磷能与锂发生如下反应3Li+P→Li3P，因此单质磷的理论储锂比容量达到2595 mA·h/g，在所有负极材料中仅次于硅，是一种潜在的高比容量锂离子电池负极材料。

2008年本课题组在国家自然科学基金“磷-碳基复合结构锂离子电池负极材料的结构调控与性能研究”项目(20901046)的资助下，开展了纳米复合结构的新型磷-碳基复合负极材料研究，以纳米红磷作为电化学活性物质，以碳基材料作为复合载体。该负极材料将具有比容量高、循环性好、价格低廉等优点[22-23]，尤其适合于快速充电[24]。同时，该材料也是我国拥有原创自主知识产权的锂离子电池材料(ZL200910080303.8，2009.3.16)，并在全球主要地区申请了发明专利。

本文沿着实用化的研发思路，总结10 多年来红磷负极材料所取得的进展，探索该材料在实用化方面的优缺点，分析红磷负极材料实用化的可能性和可行性。……