發布日期：2022-06-10 點擊率：99
鋰離子電池由正極、負極、電解質、電解質鹽、膠粘劑、隔膜、正極引線、負極引線、中心端子、絕緣材料、安全閥、正溫度系數端子(PTC端子)、負極集流體、正極集流體、導電劑、電池殼等部件組成。
鋰離子電池的正極材料是含鋰的過渡金屬氧化物、磷化物如LiCoO2、LiFePO4等，導電聚合物如聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩、活性聚硫化合物等；嵌鋰化合物正極材料是鋰離子電池的重要組成部分。正極材料在鋰離子電池中占有較大比例，因此正極材料的性能將很大程度地影響電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。
目前正極材料的研究主要集中于氧化鋰鈷、氧化鋰鎳等電極材料，與此同時，一些新型正極材料(包括導電高聚物正極材料)的興起也為鋰離子電池正極材料的發展注入了新活力，尋找開發具有高電壓、高比容量和良好循環性能的鋰離子電池正極材料新體系是本領域重要研究內容。
LiCoO2正極材料
LiCoO2具有三種物相，即a-NaFeO2型層狀結構的LiCoO2、尖晶石結構的LT-LiCoO2和巖鹽相LiCoO2。層狀LiCoO2氧原子采用畸變立方密堆積序列，鈷和鋰分別占據立方密堆積中的八面體(3a)和(3b)位置；尖晶石結構的LiCoO2中氧原子為理想立方密堆積排列，鋰層中含有25%的的鈷原子，鈷層中含有25%鋰原子；巖鹽相晶格中Li+和Co3+隨機排列，無法清晰地分辨出鋰層和鈷層。
目前在鋰離子電池中應用較多的是層狀結構的LiCoO2，其具有工作電壓高、充放電電壓平穩，適合大電流充放電，比能量高、循環性能好等優點，鋰離子在鍵合強的CoO2層間進行二維運動，鋰離子電導率高，擴散系數為10-9～10-7cm2·s-1，其理論容量為274 mAh·g-1，實際比容量為140 mAh·g-1左右。由于其具有生產工藝簡單和電化學性能穩定等優勢，所以是最先實現商品化的正極材料。
LiNiO2正極材料
理想LiNiO2晶體具有與LiCoO2類似的a-NaFeO2型層狀結構。LiNiO2的理論容量為275mAh/g，實際容量已達190-210 mAh/g。與LiCoO2相比，LiNiO2具有價格和儲量上的優勢。但LiNiO2在實際的生產和應用中還存在較多問題，為此，人們對LiNiO2的合成方法及摻雜改性方面進行了大量的研究。
LiNiO2存在的合成困難、結構相變和熱穩定性差等缺點，其根源都與LiNiO2的內在結構有關。對LiNiO2進行元素摻雜以改善其結構，是提高LiNiO2比容量、改善循環性能以及穩定性的有效手段。
Li-Mn-O系正極材料
由于錳資源豐富、價格低廉、無毒無污染，被視為最具發展潛力的鋰離子電池正極材料。Li-Mn-O系正極材料存在尖晶石型LiMn2O4和層狀LiMnO2兩種類型。
尖晶石型LiMn2O4具有安全性好、易合成等優點，是目前研究較多的鋰離子電池正極材料之一。但LiMn2O4存在John-Teller效應，在充放電過程中易發生結構畸變，造成容量迅速衰減，特別是在較高溫度的使用條件下，容量衰減更加突出。
LiFePO4正極材料
LiFePO4正極材料是一類新型的鋰離子電池用正極材料。由于鐵資源豐富、價格低廉并且無毒，因此LiFePO4是一種具有良好發展前景的鋰離子電池正極材料。LiFePO4具有高的能量密度、低廉的價格、優異的安全性使其特別適用于動力電池。它的出現是鋰離子電池材料的一項重大突破，成為各國競相研究的熱點。
導電高聚物正極材料
鋰離子電池中，除了可以用金屬氧化物作為其正極材料外，導電聚合物也可以用作鋰離子電池正極材料。
目前研究的鋰離子電池聚合物正極材料有：聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩等，它們通過陰離子的攙雜、脫攙雜而實現電化學過程。但這些導電聚合物的體積容量密度一般較低，另外反應體系中要求電解液體積大，因此難以獲得高能量密度。
DMcT作為鋰離子電池的正極材料，在比能量方面有著優勢，但其在室溫下的電化學氧化還原的速度較慢，所以不能滿足電池的大電流放電的要求。
