锂离子电池正极材料的研究现状和展望

池有 良好 的快 速 充放 电性能 。 锂离 子 电池一 般选 用过 渡性 金属氧 化物 为正极

材料。一方面过渡金属存在混合价态 ， 电子导电性 比较 理想 ， 另一 方 面不 易发 生 歧 化 反应 ［ 。理论 上 具有层状结构和尖 晶石结构的材料 ， 都能做锂离子 电池的正极材料 ， 由于制备工艺上存在困难 ， 但 目前 所 用 的正极 材料 仍 然 是钻 、 、 的 氧化 物 ， 镍 锰 常见 的

正极 材 料 有 ： 化 钻 锂 （ｔｉｍ ｏａｔ ｘｄ） 氧 化 氧 １ｈｕ ｃｂｌｏ ｉ

ｅ、 ｉ 镍锂 （ｉ ｉ ｉ ｅ ｏｉｅ、 １ｈｕ ｎｃ ｌ ｘｄ） 氧化 锰 锂 （ｔｉ ｎ ｔｍ ｋ １ｈｕ ｍａ— ｉ ｍ ｇｎｓ ｘｄ） 钒 的氧化物 （ａａｉ ｘｄ）６。另 ａｅｅｏｉｅ和 ｖｎｄｕ ｏｉｅ［ ｍ ］ 外还 出现 了一 些 新 型 的正 极 材 料 ， ＬＦＰ 正极 如 ｉｅＯ４

膜、 正负极材料等。正极材料占有较大比例 （ 正负极 材料的质量比例 为 ３ １ ：） 因此正极材料 的性 ： ～４ １ ， 能直接影响着锂离子 电池的性能 ， 其成本也直接决 定电池成本高低 Ｊ 。

材料和导电聚合物正极材料 。 ］

１ １ 氧化钴 锂 （ｉｏ ￣ ． ＬＣ Ｏ ） ＬＣ Ｏ２ 有 ３种 物相 ， ｉｏ 具 即层 状 结 构 相 、 晶石 尖

型结构相和岩盐结构相。 目 前在锂离子电池中应用

１ 正极材料

正极材料在性质上一般应满足以下条件： ① 在要求 的充放 电电位范围 ， 与电解质溶液具

有相 容性 ； ② 温 和 的电极 过程 动力 学 ；

最多 的 是 层 状 ＬＣ Ｏ２其 理 论 容 量 为 ２ ４ｍＡ ｉｏ ， ７ ｈ?

ｇ 实际容量 １０ ５ ｈ ｇ １ ｌ 优点为 ： ～， ４ ～１５ｍＡ ? －［ 。其 ８ 工作电压高 ， 充放电电压平稳 ， 适合大电流放 电， 比 能量高 ， 循环性能好（ 循环寿命 已达 １０ 次） ００ ［ 。缺 点是 ： 实际 比容量仅 为理论容 量的 ５ ％左右 ， 的 ０ 钻 利用率低 ， 抗过充电性能差 ， 在较高充电电压下 比容 量迅速降低。另外钻资源匮乏 ， 价格高， 因此在很大 程度上限制了钻系锂离子 电池的使用范 围， 尤其是

③． 高度可逆性 ； ④ 在 全 锂化 状态 下稳 定性 好 。

其 结构 具 有 以下特 点 ：

作者简介 ： 曹艳军 （９ ９）女 ， １ ７ 一， 广西 大学 化学化工学院 ， 硕士 ， － ｉ ｃｏａｊｎｔ ６ ．ｏ Ｅ ｍａ ：ａｙｎ ｔ ｌ ｕ ＠１ ３ｃｍ

收 稿 日期 ：０６０ —５ ２ ０ －９２

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第３ 期

曹艳军等 ： 锂离子电池正极材料的研究现状和展望

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在电动汽车和大型储备电源方面受到限制 。 为了改善 ＬＣ￣ 的电化学性能并降低成本 ， ｉｃ 通 常采用的方法有 ２种 ， 一种是采用高温 固相合 成法 制备 ＬＣ￣ ， ｉ ｘ 但所 得材料 的电化 学性能不易控制。 第二种方法是掺杂 ， 如采用 Ｎ 、 、 ｉＦ 等元素对 ｉ Ｔ、 ｅ Ｃ 进行掺杂取代 ， ０ 以稳定层状结构【 ］ １ 。在 电极材 ０ 料中如存在 Ｃ ２ 或 Ｈ 可提高电极导 电性 ， ａ ， 有利于 电