新型锂离子电池负极材料——红磷

锂离子电池的负极材料主要有单质锂片和在商业化锂电池中应用较多的碳。近几年来，磷及磷的化合物作为新型锂离子电池的负极材料越来越受到关注。

磷(P)进行锂化反应时可以与3个锂结合形成Li₃P，提供2596mAh/g高的理论比容量，相当于石墨负极(372mAh/g)的7倍。P元素具有三种同素异形体，包括白磷，黑磷和红磷。

其中，白磷有毒且化学不稳定，因此不能用作锂离子电池的负极材料。黑磷具有化学和电化学稳定性，且拥有三者中最高的电子电导率。但其合成困难，需要高温高压及其苛刻的实验条件，因此降低了它大规模商业化的可能性。

红磷负极材料概况

近些年来，对于红磷负极材料的研究越来越多，红磷作为锂离子电池的负极材料具有以下优点：

（1）红磷资源丰富、储备大；

（2）锂离子嵌入到红磷中可形成三个锂的化合物，其理论比容量为2596mAh/g，相当于石墨理论值的7倍；

（3）安全性较高，由于锂化电位高于锂的沉积电位，使得在使用过程中不太容易产生枝晶锂，提高了多次循环使用的安全性。

然而，目前红磷作为负极材料仍存在两个自身缺陷阻碍其大规模发展和应用。首先，RP具有较低的电子电导率，会导致电池的电化学氧化还原速率慢。此外，充放电过程中RP材料体积膨胀达300%，将会影响电池的循环性能。

一些学者研究了磷的电化学储锂机制，提出了P→LixP→Li₃P的反应过程，使磷在锂离子电池负极材料有了突破性的进展。

目前关于红磷负极材料的研究有限，未来或有更多的科研人员对红磷材料的锂化机理和改性方式进行更深入的探索。

来源：中国粉体网