杨稳稳， 周玉林， 王梦月， 张利亚， 雷建飞

(河南科技大学物理工程学院， 洛阳 471023)

石墨是最早实现锂离子电池商业化的负极材料，同时也是目前商业化应用最成功的负极材料. 石墨导电性能优异，因此石墨负极的电化学过程动力学主要取决于Li+在石墨内部的扩散行为. 理论上，石墨的片层状结构非常利于Li+在片层间的快速传输而展现出优异的倍率性能，但实际情况并非如此，纯石墨负极的倍率性能较差，大电流充放电容易使处在石墨表面的Li+因来不及扩散而发生局部沉积，形成锂枝晶[1-3]. 通常情况下，Li在石墨负极中主要以石墨层间嵌入储存、石墨层端面储存和石墨晶体表面储存的方式进行，其中主要容量贡献来自层间嵌入储存[4]. 在Li+的嵌入反应过程中，电极/电解液界面的烷基会促使溶剂分子与Li+的共嵌入，由此引起石墨片层的剥落，材料的循环稳定性下降. 为避免这种现象的出现，将石墨表面氧化、氟化以及包覆等处理是行之有效的解决办法. 石墨表面的氧化具有2个功能：一方面，可以减少表面烷基以阻止溶剂分子与Li+的共嵌入；另一方面，可使石墨表面的酸性基团转变为-COOLi和-OLi，从而形成稳定的固态电解质界面(SEI)膜，改善材料的循环性能[5-6]. 表面氟化处理则可使石墨表面形成分子间作用力较大的C—F结构，加强石墨的结构稳定性，防止在循环过程中石墨片层的脱落[7]. 表面包覆是在石墨表面形成一层保护膜，可减少石墨与溶剂的直接……