鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的二次電池，需求范圍遍及電子產(chǎn)品、信息產(chǎn)業(yè)、能源交通和軍工國(guó)防，2003年全球銷售額已近40億美元，而且需求仍急劇增長(zhǎng)。新型負(fù)極材料的研發(fā)直接關(guān)系到鋰離子電池的性能、安全性和成本。由中國(guó)科學(xué)院金屬研究所和物理研究所承擔(dān)的“高容量、大功率鋰離子電池用納米負(fù)極材料的研制與開發(fā)”課題，以高容量、大功率納米復(fù)合負(fù)極材料為主要研發(fā)目標(biāo)，在高性能鋰離子電池用負(fù)極材料的設(shè)計(jì)、研制和產(chǎn)業(yè)化方面取得了多項(xiàng)進(jìn)展，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。 “高容量、大功率鋰離子電池用納米負(fù)極材料的研制與開發(fā)”課題突破了納米碳管/納米炭纖維的控制制備和分散技術(shù)，研制出納米碳管/納米炭纖維復(fù)合負(fù)極材料，有效提高了電池的動(dòng)力學(xué)性能和循環(huán)性能；研制出形狀規(guī)整、尺寸可控的納米孔硬碳球，使鋰既可以儲(chǔ)存在石墨層間也可儲(chǔ)存在納米孔中；首次提出氧化鉻鋰離子電池負(fù)極材料，具有容量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)；首次設(shè)計(jì)、研制了元宵結(jié)構(gòu)負(fù)極材料，其同時(shí)具有高容量和良好的循環(huán)性能；首先研制出原位復(fù)合的納米-微米復(fù)合負(fù)極材料，既有效利用了材料的納米尺度效應(yīng)又降低了成本。研制負(fù)極材料的容量達(dá)到600 mAh/g，約為現(xiàn)有商品化負(fù)極材料的1.8倍，且500次循環(huán)后容量衰減小于20%；利用研制的納米負(fù)極材料組裝了35安時(shí)的高功率電池，功率密度高達(dá)1500W/kg ；18650型和3450型電池能量密度達(dá)238Wh/kg, 且循環(huán)性良好。以上研發(fā)工作均擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已申請(qǐng)和獲得發(fā)明專利11項(xiàng)，其中包括獲得國(guó)際專利（歐洲、美國(guó)）授權(quán)一項(xiàng)。 開展材料設(shè)計(jì)研發(fā)工作的同時(shí)，在合作承擔(dān)本課題的企業(yè)中進(jìn)行了高性能負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化，已建成高性能負(fù)極材料年產(chǎn)110噸的生產(chǎn)線，其中納米碳管/納米炭纖維年產(chǎn)能20噸，納米孔硬碳球年產(chǎn)能60噸，元宵結(jié)構(gòu)負(fù)極年產(chǎn)能30噸。為進(jìn)一步擴(kuò)大負(fù)極材料產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。該課題的最終產(chǎn)業(yè)化必將提升我國(guó)在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域及相關(guān)民用消費(fèi)電子產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，并滿足我國(guó)軍工、國(guó)防等領(lǐng)域?qū)Ω吣芰棵芏榷坞姵氐男枨螅瑥亩a(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。