硅碳复合负极材料
数码终端产品的大屏幕化、功能多样化后，对电池的续航提出了新的要求。当前锂电材料克容量较低，不能满足终端对电池日益增长的需求。
硅碳复合材料作为未来负极材料的一种，其理论克容量约为4200mAh/g,比石墨类负极的372mAh/g高出了10倍有余。其产业化后，将大大提升电池的容量。目前各大材料厂商纷纷在研发硅碳复合材料，如贝特瑞、杉杉股份、紫宸科技、长沙星城等。从专利来看，截至日前，中国硅碳复合材料的专利共269项，其中2012-2014年共186项，占比69%。
现在硅碳复合材料存在的主要问题有：1)充放电时，体积膨胀，吸液能力强；2)循环寿命差。目前正在通过包覆、掺杂等手段解决以上问题，且部分企业已经取得了一定进展。
钛酸锂
近年来，国内对钛酸锂的研发热情较高，申请的专利逐年攀升。截至日前，国内共729项钛酸锂发明专利，其中2012-2014年共477项，占比为65%。
钛酸锂的优势主要有：1)循环寿命长(可达10000次以上)，属于零应变材料(体积变化小于1%)，不生成传统意义的SEI膜；2)安全性高。其插锂电位高，不生成枝晶，且在充放电时，热稳定性极高；3)可快速充电。
目前限制钛酸锂使用的主要因素是价格太高，当前的均价为11-16万元/吨，高于传统石墨。今年国家将钛酸锂大巴的补贴从50万/辆下调至15万元/辆，这进一步限制钛酸锂的推广应用进程。另外钛酸锂的克容量很低，为170mAh/g左右。
只有通过改善生产工艺，降低制作成本后，钛酸锂的长循环寿命、快充等优势才能发挥作用。结合市场及技术，钛酸锂比较适合用于对空间没有要求的大巴和储能领域。
石墨烯
石墨烯自2010年获得诺奖以来，广受全球关注，特别在中国。从2010年以来，国内掀起了一股石墨烯研发热潮，在2010-2014年间国内石墨烯相关发明专利直线飙升，截至日前国内申请石墨烯相关专利为7426项，居全球之首。
石墨烯引发热潮，是因为其诸多优良性能，如透光性好，导电性能优异、导热性较高，机械强度高。石墨烯在锂离子电池中的潜在应用有：1)作负极材料。石墨烯的克容量较高，可逆容量约700mAh/g，高于石墨类负极的容量。
另外，石墨烯良好的导热性能确保其在电池体系中的稳定性，且石墨烯片层间距大于石墨，使锂离子在石墨烯片层间扩散通畅，有利于提高电池功率性能。
由于石墨烯的生产工艺不成熟，结构欠稳定，导致石墨烯作为负极材料仍存在一定问题，如首次放电效率较低，约65%；循环性能较差；价格较高，明显高于传统石墨负极。
2)作为正负极添加剂，可提高锂电池的稳定性、延长循环寿命、增加内部导电性能。
鉴于石墨烯当前的批量生产工艺不成熟、价格高昂、性能不稳定，石墨烯将率先作为正负极添加剂在锂离子电池中使用。
富锂锰基正极材料
高容量是锂电池的发展方向之一，但当前的正极材料中磷酸铁锂的能量密度为580Wh/kg,镍钴锰酸锂的能量密度为750Wh/kg，都偏低。富锂锰基的理论能量密度可达到900Wh/kg，成为研发热点。截至日前，国内富锂锰基发明专利66篇，绝大多数在2012-2014年间申请。
富锂锰基作为正极材料的优势有：1)能量密度高；2)主要原材料丰富。由于开发时间较短，目前富锂锰基存在一系列问题：1)首次放电效率很低；2)材料在循环过程析氧，带来安全隐患；3)循环寿命很差；4)倍率性能偏低。
目前解决这些问题的手段有包覆、酸处理、掺杂、预循环、热处理等。富锂锰基虽然克容量优势明显，潜力巨大，但限于技术进展较慢，其大批量上市还需时间。
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