鋰離子電池正極材料

嵌鋰化合物正極材料的是鋰離子的貯存庫。為了獲得輸出電壓較高的鋰離子電池，作為電池正極的材料應具備以下條件：  

(1)相對鋰的電極電位高，正極材料組成不隨電位變化，離子電導率和電子電導率高，有利于降低電池內阻;  

(2)鋰離子嵌入一脫嵌可逆性好，伴隨反應的體積變化小，鋰離子擴散速度快，以便獲得良好的循環特性和天電流特征;  

(3)與有機電解質和粘結劑接觸性良好，熱穩定性好，有利于延長電池壽命和提高安全性能; 

(4)資源豐富，價格低廉，在空氣中穩定、無毒等。目前，鋰離子電池正極材料主要有層狀的LiCoO2、LiNiO2，尖晶石型LiMn2O4，橄欖石型的LiFePO4以及三元復合材料LiMnxNiyCo1-x-yO2等。

鋰離子電池正極材料性能比較

 正極材料是鋰離子電池發展的關鍵。 目前廣泛應用的鋰離子電池正極材料是鉆酸鋰(LiCoO2)，但由于鉆酸鋰中的Co在自然界中的儲量小，價格比較昂貴，有一定的毒性，而且在充電的過程中，鉆酸鋰由于金屬鋰的脫嵌部分變成CoO2，Co4+氧化性極強，容易引起燃燒、爆炸等安全事故。所以對發展大功率，大容量，需要多個單體電池串并聯的動力電池來說，采用鉆酸鋰存在巨大的安全隱患。 LiNiO2曾經被寄予希望，至今未有較大突破，雖然具有較高的容量，但在制備上存在較大困難，難以合成純相的物質，而且存在一定的安全問題。 LiMn2O4雖然價格便宜，安全性能好，但是其理論容量不高，循環壽命、熱穩定性和高溫性能較差。所以這些材料至今為止仍難以替代鉆酸鋰。 1997年，A.K.Padhi等首次報道磷酸鐵鋰(LiFePO4)能可逆的嵌入和脫嵌鋰離子，可充當鋰離子電池正極材料，引起了人們的廣泛關注。 磷酸鐵鋰原料來源廣泛、價格便宜、無毒、對環境友好、理論比容量高(約170mAh.g-1)，與其它鋰離子電池相比具有相對適中的工作電壓(3.4V，相對Li+/Li)，不僅兼顧了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4材料的優點，而且熱穩定好、安全性能優越、循環性能突出，被認為是標志著“鋰離子電池一個新時代的到來”，特別是成為鋰離子動力電池正極材料的首選材料。