【正文】 化造成體積變化250%（），這種巨大的容量變化將導(dǎo)致SnO2作為電極材料需要承受巨大的循環(huán)應(yīng)力，容易粉化失效，所以提出SnO2的復(fù)合結(jié)構(gòu)，利用碳納米材料作為物理緩沖層來阻擋體積的變化。即使參雜鈷，也低于理論值936mAh/g。GNFe3O4精確的表面積為221 m2/g,要比純粹的Fe3O4納米粒高，卻比GN低，可能是由于Fe3O4磁性吸引力較強(qiáng)使其聚集的結(jié)果，當(dāng)然這也顯著的降低了孔體積，最后，GNFe3O4的這種多孔的結(jié)構(gòu)大大緩沖了充放電過程引起的體積變化[15]。在不同的倍率下，金紅石TiO2FGS和銳鈦礦TiO2FGS的庫侖率均保持在98%以上。此外，這種緊密的復(fù)合可以使電子在石墨烯上快速地傳輸，改善了材料的性能。（4）石墨烯之間的納米顆?？梢员３质┑木鶆蚍蛛x，使其表面積大，從而儲(chǔ)鋰容量很大。熔煉生成的NiSi和NiSi2均勻散布在石墨表面，緩沖了充放電過程的體積變化。因此，在鋰離子電池中，硅的比容量很高，達(dá)到4200 mA 這些氧化物的比容量很高，但可逆容量損失較大，循環(huán)性差，而納米材料具有比表面積大,離子擴(kuò)散路徑短,蠕動(dòng)性強(qiáng)和塑性高等特點(diǎn),所以納米金屬氧化物的性質(zhì)往往與眾不同。在充電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿著納米線的反應(yīng)面，并且造成膨脹，拉長和螺旋等變化，這個(gè)反應(yīng)面是一個(gè)美杜莎區(qū)，它含有高密度的非固定位錯(cuò)，這是連續(xù)核和一個(gè)吸附的移動(dòng)面。在相同的條件下，20次循環(huán)后，混合粉粒的比容量僅有80 mA 據(jù)報(bào)道，鋰能與許多金屬M(fèi)(M =Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn 等)在室溫下形成金屬間化合物[36]，由于鋰合金形成反應(yīng)通常為可逆，因此能夠與鋰形成合金的金屬理論上都能夠作為鋰離子電池負(fù)極材料。ONTC的放電容量略低于納米SnO2，原因是在首次放電時(shí)，生成SEI膜覆蓋在ONTC表面。固體鋰離子電池因具有更高的安全性能，在未來的電動(dòng)汽車上有很好的應(yīng)用前景，許多國家和一些大的企業(yè)集團(tuán)都在加大這方面的研發(fā)力度。G,KodayokawaPower J,Zhou X,Fang ,H,2008,I,10331037。22. Yanguang Li,Bing Tan,Yiying 　LETTERS,2008,265270；23. 王璞 努麗燕娜 ,《稀有金屬》 2007年01期 。Y1996至于負(fù)極，作為嵌鋰材料，碳納米管及 測試材料的電化學(xué)性能，另兩種材料為15nm尺寸的SnO2填充三嵌段聚合物P123（記為納米二氧化錫）、錫基氧化物的混合材料（納米MTBO），納米MTBO由四價(jià)的錫氧化物和二價(jià)、四價(jià)的磷酸鹽組成。（1）這種納米線陣列結(jié)構(gòu)保證每根納米線參與導(dǎo)電，且每根納米線均與電解液充分接觸，導(dǎo)電性能好；（2）相鄰納米線間的空隙有利于電解質(zhì)的擴(kuò)散；（3）納米線具有介孔結(jié)構(gòu)，增大了納米線陣列的表面積，使Co3O4與電解液的接觸面積增大，降低了鋰離子的擴(kuò)散路程，可以緩沖體積膨脹引起的應(yīng)變，提高了材料的性能。h/ g 。因此，過渡金屬氧化物納米材料有一個(gè)最佳尺寸，以達(dá)到最佳保持率。高的庫侖率可能是因?yàn)楸〉奶紝訙p少了硅與電解液的接觸，提高了穩(wěn)定的SEI膜在納米管表面和內(nèi)部的生成。顯著改善了Si電極材料的循環(huán)性能。生成的銅硅金屬間化合物（Cu5Si）改善了電子導(dǎo)電性，緩沖了硅嵌鋰時(shí)的體積膨脹，提高了循環(huán)穩(wěn)定性。 通過比較發(fā)現(xiàn)，Co3O4/石墨烯的性能得到很大程度的提高，原因可能為：（1）石墨烯是二維結(jié)構(gòu)的碳材料，作為Co3O4吸附的基底，可為Co3O4納米顆粒的膨脹提供緩沖且阻止Co3O4顆粒的團(tuán)聚，不使材料卷曲、變形。 Zhongshui Wu[20]等研究了石墨烯與Co3O4復(fù)合材料的電化學(xué)性能。TiO2FGS如圖： 比較TiO2FGS與純TiO2的充放電性能。和Fe3O4和aFe2O3相比較，F(xiàn)e3O4–C納米紡錘結(jié)構(gòu)有高的可逆容量（
745mA h /g at C/5 and 600mA h /g at C/2）,循環(huán)性能和比容量，這些都得益于均勻且連續(xù)的C層[14]。另外，通過30個(gè)循環(huán)后，碳納米管二氧化錫碳的同軸納米電纜的放電容量約為450mA/g,但是在65個(gè)周期后，比上個(gè)值還高，而且比graphite (372 mAh）和HSnO2/CNT (420 mAh/g in the 65th cycle）等材料高。然而，對(duì)于單純的金屬氧化物負(fù)極材料，盡管其理論的比容量較高，但充放電過程中劇烈的體積變化會(huì)使它們的性能變差，故循環(huán)穩(wěn)定性不及碳材料，且倍率性能低，于是，就有人提出用碳材料如碳納米管或石墨烯與過渡金屬氧化物復(fù)合。隨著對(duì)富勒烯、碳納米管和石墨烯研究的不斷深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以通過結(jié)構(gòu)上的調(diào)整，如進(jìn)行表面修飾與改性處理、或者摻雜處理，或者與過渡金屬氧化物進(jìn)行復(fù)合，可很大程度地提高其比容量。放電時(shí)則相反。目前，鋰離子電池所采用的碳負(fù)極材料其理論容量為372 mA 因此，鋰離子電化學(xué)仍是一門新興的學(xué)科，如何改進(jìn)鋰離子電池的性能，如容量、功率、穩(wěn)定能、安全性、成本、充放電速率、壽命和環(huán)境保護(hù)等方面，仍有極大的探索空間和發(fā)展?jié)摿?。Li+和Co+各自位于立方緊密堆積氧層中交替的八面體位置。然而，碳納米管改性石墨電極材料的最大缺點(diǎn)在于，其首次不可逆比容量比較高，這主要是由其管狀結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)在鏗離子插入和脫插過程中的不對(duì)稱性引起的。且充放電的速率隨著雜質(zhì)濃度的升高而增大[9]。通過電子顯微技術(shù)的觀察可得到這種材料的結(jié)構(gòu)像一個(gè)空心球但是部分地區(qū)坍塌的形狀，這主要是根源于碳化GCP的收縮形成的收縮應(yīng)力。如圖為三步合成分層組裝MoO2|石墨烯的過程。他們通過氧化石墨的熱膨脹法制得石墨烯片層(FGS)，TiO2通過在低于100的溫度下控制結(jié)晶過程在石墨烯片上生成，低溫很重要，它防止石墨烯交疊在一起。然而，在鋰離子插入/脫嵌過程中，Co3O4納米顆粒的體積大幅度膨脹，并且粒子團(tuán)聚嚴(yán)重。純Co3O4則在首次循環(huán)到30次循環(huán)過程中，快速由817 mA 硅復(fù)合材料 有些非插鋰金屬（如Cu、Ni）能與Si形成穩(wěn)定的金屬間化合物MxSi，可形成以Si為活性物質(zhì)，以惰性金屬M(fèi)為分散載體的復(fù)合粉體材料，而有些金屬間化合物ＭｘＳｉ還同時(shí)具有嵌鋰性能。相對(duì)于硅薄膜，鋰離子的擴(kuò)散路徑更短且可以承受更大的體積變化。 ，硅納米管放電容量與超大容量分別為3648 mA h/ g不變；，其比容量快速下降。觀察發(fā)現(xiàn)，Ti薄片上的Co3O4納米線直徑為500nm,長度為15um。在充放電倍率變化時(shí)，如在第二次放電時(shí)，倍率為8C時(shí)容量保持率為85%，倍率為20C時(shí)容量保持率為69%，倍率為50C時(shí)容量保持率為50%，保持性較高。選擇有序介孔碳分子CMK3作為無機(jī)模板，CMK3介孔碳分子由六角形的碳納米棒陣列組成，它們由一些隨機(jī)分布的碳納米棒嚴(yán)格連接在一起。但是目前的鋰離子電池仍然有著一些明顯的缺陷：如目前的正極材料在循環(huán)使用中都會(huì)有不可逆的電容量損失；而負(fù)極材料除此之外還存在電壓滯后的問題。eval,8. Ng17. Guangmin Zhou,DaWei Wang,Feng Li,et . Mater., Vol. 22, No. 18, 2010 5307。et al. NANO　LETTERS,，,491495。12. Hailiang Wang,LiFeng Cui,Yuan Yang，Hernan Sanchez Casalongue。Denki鋰電池在我們未來的生活中必將起到越來越舉足輕重的作用。h/ g 。目前研究主要集中在Sn 基、Si 基、Sb 基和Al 基合金材料。h/ g左右。比如在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，若是花半小時(shí)對(duì)初始長度16毫米，直徑為188納米的納米線充電后，這種納米線拉長大約60％ ，直徑拉長約45％ ，總量擴(kuò)大擴(kuò)大了約240 ％ 。h/ g），且隨著循環(huán)次數(shù)的增加，其比容量先保持不變甚至略微有所增加，隨后才緩慢降低，循環(huán)次數(shù)為50次時(shí)，CoO的比容量約為60 mA 然而，300%的體積膨脹，導(dǎo)致電極材料粉化，硅與導(dǎo)體的接觸有較大的損失，導(dǎo)致循環(huán)性能下降。Sun等[26]采用電弧熔煉法制備了AlSiMn的合金負(fù)極材料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)ｎ（Al）∶ｎ（Si）∶ｎ（Mn）＝53∶40∶7時(shí)，循環(huán)性能最穩(wěn)