殷志刚，王 静，曹敏花

（1.北京智行鸿远汽车有限公司，北京 102202；2.北京理工大学，北京 100081）

0 引 言

电动汽车以及大规模可再生能源储电装置的广泛应用为储能电池的发展带来了前所未有的机遇，通常所需的电池要求具有高的能量密度，长的循环稳定性，低廉的价格等。在众多的可充电电池中，锂离子电池（lithium-ion battery,LIB）能够满足大部分要求，在最近几年车载动力电池已经应用到电动汽车领域，每年对动力电芯的需求量巨大[1-7]。美国先进电池协会对车用动力电池的要求包括混合动力电池系统的电池日历寿命最低需要达到15 年，而纯电动系统的电池日历寿命最低也要达到10 年。这将需要相应的动力电芯在达到80%初始容量时要保持至少上千次的循环。若LIB 能有更高的能量密度和功率密度，并且能在较短的时间内充满电，将可进一步广泛应用到交通工具领域，并加快实现交通工具的电动化[8-11]。然而锂离子电芯的能量密度直接与电芯的正极和负极材料的克容量相关，因此提高电芯能量密度需要选择具有更高容量的富镍正极材料和碳及硅碳材料[13-15]。通常高能量密度电芯容易发生快速的容量衰减而导致电芯过早失效[16]。电芯失效是由多方面原因引起，如正极材料失效、负极材料失效、电解液不匹配引起的失效以及设计缺陷引起的失效[17-22]。

当前大规模应用于动力电芯的负极材料多为石墨碳及碳掺杂少量硅材料，主要还是石墨负极。石墨负极材料包括人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳以及中间相碳球等[23-25]。……