航 !空 !学 !报 !"#$%&%()*+,-.&/+-(!%0012%03. =<.!?/((2(>%>!* 4"#5467+859#:"56#4;#7+859#:"5<:8:"5 D##RSTTDAUH-H955-6C9-"8!DAUH!H955-6C9-"8 !"#"!"#$%&$(!"""()*+,#&"!-#"!-- !"#$%&()*+,-./0123 邢 雅 兰 !王 胜 彬 !张 世 超 !王 文 旭 北 京 航 空 航 天 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 "北 京 !!""!+! 摘 !要 高 性 能 锂 离 子 电 池 在 微 (小 型 侦 察 机 和 空 间 飞 行 器 等 应 用 中 有 重 要 意 义 )构 建 三 维 纳 米 结 构 负 极 &是 提 高 锂 离 子 电 池 性 能 的 有 效 方 法 )综 述 了 国 内 外 锂 离 子 电 池 新 型 三 维 纳 米 结 构 负 极 材 料 的 发 展 &将 其 分 为 ,种 类 型 &分 别 是 三 维 纳 米 多 孔 结 构 *三 维 纳 米 阵 列 结 构 和 三 维 纳 米 网 络 结 构 )涉 及 的 材 料 包 括 碳 类 材 料 *合 金 类 材 料 与 过 渡 金 属 氧 化 物 材 料 )相 对 于 传 统 二 维 平 面 负 极 &三 维 纳 米 结 构 电 极 可 以 减 小 离 子 迁 移 距 离 *增 加 电 极 (电 解 液 界 面 面 积 *缓 冲 活 性 材 料 充 放 电 体 积 变 化 &从 而 可 以 提 高 材 料 的 储 能 容 量 &提 高 电 极 的 循 环 稳 定 性 &改 善 电 极 的 倍 率 性 能 ) 关 键 词 锂 离 子 电 池 %三 维 %纳 米 结 构 %负 极 %介 孔 材 料 %阵 列 %网 络 结 构 中 图 分 类 号 .-% /0+!&#+!!!文 献 标 识 码 1!!!文 章 编 号 !"""()*+,&"!-!"(&$$)("* # $ !!随 着 化 石 燃 料 不 断 消 耗 &化 石 燃 料 燃 烧 带 来 的 日 益 严 重 的 环 境 问 题 和 能 源 问 题 一 直 备 受 人 们 关 注 )各 国 政 府 和 研 究 机 构 都 在 不 断 开 发 替 代 能 源 )太 阳 能 *风 能 *潮 汐 能 等 代 表 性 新 能 源 & 受 自 然 条 件 限 制 &具 有 间 断 性 和 不 可 准 确 预 测 性 & 需 要 空 航 天 领 域 对 电 池 有 着 极 高 的 要 求 &它 们 必 须 满 足 可 靠 性 高 *体 积 小 *质 量 轻 *循 环 寿 命 长 的 特 点 ) 相 对 于 传 统 的 23(45电 池 *67(189电 池 作 为 电 源 &锂 离 子 电 池 能 够 提 供 更 高 的 比 能 量 )例 如 美 国 的 蜂 鸟 微 型 无 人 机 &翼 展 只 有 !):;&质 量 只 有 !+8&包 含 了 电 池 *马 达 *通 讯 系 统 等 模 块 &这 就 对 电 池 的 小 型 化 *轻 型 化 提 出 了 高 要 求 )空 间 卫 星 中 +%<采 用 太 阳 能 电 池 与 蓄 电 池 组 成 的 系 统 供 通 过 储 能 系 统 的 调 节 来 实 现 供 需 平 衡 )最 便 捷 +!, 的 储 能 方 式 就 是 可 移 动 的 化 学 储 能 )电 池 具 有 储 存 化 学 能 的 作 用 &能 够 高 效 地 将 化 学 能 输 出 为 电