锂离子电池负极材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纤维等。作为电极材料的活性物质，对碳材料的要求有许多方面：如放电比容量、颗粒大小和比表面积、电极极化性能、充放电稳定性等。国内外有许多研究单位在探索新的制备工艺来改善电极性能。采用常压干燥技术，成功地制备了碳气凝胶材料，通过控制制备条件，实现了碳气凝胶材料微结构人为裁剪与控制。这些新型储能器件具有重量轻、体能密度高、无污染等优点，是新一代绿色能源材料。多孔碳电极用于锂电池将优于枝晶锂电池，传统的电极充电时枝晶会在阴极上成核，当枝晶越过电极跨度时将造成短路，从而限制了充电次数。用多孔碳做电极时，锂离子嵌在石墨结构中，防止了锂金属的沉积和枝晶的形成，而丰富的孔洞可提高电极与电池溶液的接触面积。碳气凝胶是由间苯二酚和甲醛在碱性催化剂作用下，通过溶胶-凝胶和炭化工艺制备而成的。通过控制水和催化剂的用量，可以控制其孔洞结构和密度，它的干燥过程也正由管来的超临界干燥向常压干燥发展，以便降低气制备成本，改善其性能，使其得到更广泛的应用。碳气凝胶也可能成为电池材料的理想选择。
同济大学
