锂离子电池正极材料

嵌锂化合物正极材料的是锂离子的贮存库。为了获得输出电压较高的锂离子电池，作为电池正极的材料应具备以下条件：  

(1)相对锂的电极电位高，正极材料组成不随电位变化，离子电导率和电子电导率高，有利于降低电池内阻;  

(2)锂离子嵌入一脱嵌可逆性好，伴随反应的体积变化小，锂离子扩散速度快，以便获得良好的循环特性和天电流特征;  

(3)与有机电解质和粘结剂接触性良好，热稳定性好，有利于延长电池寿命和提高安全性能; 

(4)资源丰富，价格低廉，在空气中稳定、无毒等。目前，锂离子电池正极材料主要有层状的LiCoO2、LiNiO2，尖晶石型LiMn2O4，橄榄石型的LiFePO4以及三元复合材料LiMnxNiyCo1-x-yO2等。

锂离子电池正极材料性能比较

 正极材料是锂离子电池发展的关键。 目前广泛应用的锂离子电池正极材料是钻酸锂(LiCoO2)，但由于钻酸锂中的Co在自然界中的储量小，价格比较昂贵，有一定的毒性，而且在充电的过程中，钻酸锂由于金属锂的脱嵌部分变成CoO2，Co4+氧化性极强，容易引起燃烧、爆炸等安全事故。所以对发展大功率，大容量，需要多个单体电池串并联的动力电池来说，采用钻酸锂存在巨大的安全隐患。 LiNiO2曾经被寄予希望，至今未有较大突破，虽然具有较高的容量，但在制备上存在较大困难，难以合成纯相的物质，而且存在一定的安全问题。 LiMn2O4虽然价格便宜，安全性能好，但是其理论容量不高，循环寿命、热稳定性和高温性能较差。所以这些材料至今为止仍难以替代钻酸锂。 1997年，A.K.Padhi等首次报道磷酸铁锂(LiFePO4)能可逆的嵌入和脱嵌锂离子，可充当锂离子电池正极材料，引起了人们的广泛关注。 磷酸铁锂原料来源广泛、价格便宜、无毒、对环境友好、理论比容量高(约170mAh.g-1)，与其它锂离子电池相比具有相对适中的工作电压(3.4V，相对Li+/Li)，不仅兼顾了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4材料的优点，而且热稳定好、安全性能优越、循环性能突出，被认为是标志着“锂离子电池一个新时代的到来”，特别是成为锂离子动力电池正极材料的首选材料。