锂离子电极材料的发展状况
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1997年由美国德克萨斯州立大学的研 究小组首次报道了橄榄石型的LiMPO4 （M=Fe，Mn，Co，Ni）具有优良的 电化学性能，其中LiFePO4 具有理论容 量高(170mAh/g)、循环性能优良、热 稳定性好、原材料来源广泛、无环境污 染等优点。
LiFePO4
LiFePO4 具有规整的橄榄石 结构。其中，锂原子占据的 八面体相互共边，它们在a-c 平面沿着c 轴方向延伸，形 成链状排列。铁原子占据的 八面体相互共顶点，它们在 与锂原子相邻的a-c平面沿着 b轴方向形成锯齿形排列。在 锂原子所在的a-c 平面中， 包含有PO4 四面体，这样就 限制了锂离子的移动空间。 但是由于其结构中四面体和 八面体共边，在高压下它是 不稳定的，会转变为尖晶石 相。
1.对锂离子正极材料的要求
经过近30 年的广泛研究，多种锂嵌入化合 物可以作为锂二次电池的正极材料，作为 理想的正极材料，锂嵌入化合物应具备有 以下性能：
正极材料具有高的电位
具有较高的比容量
较平稳的充放电电压平台 具有较高的离子和电子扩散系数
具有稳定的层状或隧道的晶体结构
嵌入化合物应该低廉、环境友好和质 量轻等优点。 2. 几种主要的正极材料
循环性好，具有较长循环寿命；
材料的结构稳定、制作工艺简单、成本低
2. 几种主要的负极材料
自从锂离子电池诞生以来，研究的有关负极 材料主要有以下几种：石墨化碳材料、无定形 碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型 合金、纳米氧化物和其它材料。 负 极 材 料
炭材料(石墨、无定性炭、炭纳米管等）
（2）包覆导电剂对颗粒表面进行改性； （3）掺杂高价金属离子等
2.5 二元或三元正极材料
由于目前已有的单一正极材料都有各种各样的缺陷，那 么综合两种或多种正极材料，通过协同作用避开缺陷以 达到最优的使用性能所得到的正极材料就称为多元材料。 综合LiCoO2 、LiNiO2 、LiMnO2 三类材料的优点， 形 成LiCoO2/LiNiO2/LiMnO2 的共熔体系，可组合成含有 镍钴锰三元素协同的新型过渡金属嵌锂氧化物复合材料， 可用通式表示为LiCoxMnyNi1-x-yO2(0<x<0.5， 0<y<0.5)，其综合性能优于任一单组合化合物，存在明 显的三元协同效应。多元材料是最近几年发展起来的新 型锂电正极材料，具有容量高、成本低、安全性好等优 异特性，在小型锂电中逐步占据了一定市场份额，并且 在动力锂电领域也有良好发展前景。
几种正极材料的性能比较
二、负极材料
1.对锂离子负极材料的要求 正负极的电化学位差大，从而可获得高功 率电池；
锂离子的嵌入反应自由能变化小；
锂离子的可逆容量大，锂离子嵌入量的多 少对电极电位影响不大，这样可以保证电池 稳定的工作电压； 高度可逆嵌入反应，良好的电导率，热力 学稳定的同时还不与电解质发生反应；
石墨化碳纤维
表面和电解液之间的浸润性能非常好。
由于嵌锂过程主要发生在石墨的端面，从而具有 径向结构的炭纤维极有利于锂离子快速扩散，因而 具有优良的大电流充放电性能 。
放电容量大，优化时可逆容量达315 mAh/g，不可 逆容量仅为10 mAh/g，首次的充放电效率达97% 。
非石墨类碳负极材料
2. 锂离子电极材料的组成
2.1正极的组成
正极活性物质（ 90% ）
正 极
乙炔黑导电剂（约7%～8% ）
有机粘合剂（约3%～4%）
20 μ m 的铝箔集流体
2.2负极的组成
负极活性物质（约90% ）
负 极
乙炔黑导电剂（4%～5%） 有机粘合剂（6%～7%） 厚约20 μm 的铜箔集流体
二、正极材料
硬碳
难石墨化碳，是高分子聚合物的热解碳，这类碳在3000℃的高温 也难以石墨化 硬碳有树脂碳(如酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇等)、有机聚合 物热解碳(PVA，PVC，PVDF，PAN等)、碳黑(乙炔黑) 聚糠醇树脂碳已经被日本Sony公司已用作锂离子电池负极材料， 比容量可达400 mAh/g，其晶面间距(d002)适当，有利于锂的嵌入 而不会引起结构显著膨胀，具有很好的充放电循环性能
LiCoO2
3 1 4 Co3+ (3b)
2
பைடு நூலகம்
LiCoO2具有-NaFeO2结构，属六方晶系，
O2 (6c)
其中6c位上的O为立方密堆积，3a位的Li和3b位 的Co分别交替占据其八面体孔隙，在[111] 晶面 方向上呈层状排列，理论容量为274 mAh/g。
Li+ (3a)
LiCoO2
理论比容量275mAh/g。
较硬碳难石墨化碳是高分子聚合物的热解碳这类碳在3000的高温也难以石墨化?硬碳有树脂碳如酚醛树脂环氧树脂聚糠醇等有机聚合物热解碳pvapvcpvdfpan等碳黑乙炔黑?聚糠醇树脂碳已经被日本sony公司已用作锂离子电池负极材料比容量可达400mahg其晶面间距d002嵌入而不会引起结构显著膨胀具有很好的充放电循环性能适当有利于锂的二非碳负极材料主要包括硅基合金负极材料以及锡基合金负极材料
工作区间： 锂脱出量 ＜ 0.5，工作平台位于4.0V，比容 量137 mAh/g，循环性能好。 当锂脱出量＞0.5 时，结构不稳定，需要充电保护。
LiCoO2 的合成方法
LiCoO2 的合成通常有固相合成、溶胶-凝胶法、 有机酸络合法、化学共沉淀、乳化干燥、喷雾干 燥、机械化合和水热法等。
总之，作为锂离子电池正极材料，LiCoO2具有下列特点： 1. 合成方法比较简单； 2. 工作电压高，充放电电压平稳，循环性能好； 3. 实际容量较低，只有理论容量的一半； 4. 钴资源有限，价格昂贵； 5. 钴毒性较大，环境污染大
应该不会出现Janh-Teller畸变。但在实际放电体系中，在接近4 V放电平台末 期，表面粒子有可能过放电而发生Janh-Teller畸变，这种效应继而扩散到整个
组分LiMn2O4 ，导致电化学性能下降。
目前对尖晶石型LiMn2O4的改性方法主要是减小颗粒粒径；掺杂阴阳离子 和表面修饰等。
2.4 LiFePO4正极材料
2.2 LiNiO2正极材料
LiNiO2 具有良好的高温稳定性，由 于自放电率低，对电解液的要求低， 不污染环境，资源相对丰富，且价格 适宜，是一种很有希望代替锂钴氧化 物的正极材料。现在已经被法国SAFT 公司和加拿大的Moli 能源公司所采用。
LiNiO2
与LiCoO2相似，理想的LiNiO2为NaFeO2 型六方层状结构， Li 和Ni分 别占据3a位和3b位，LiNiO2正极材料 的理论容量为275 mAh/g，实际容量达 到180-200 mAh/g。相对于LiCoO2而言， 镍的储量比钴大，价格便宜，而且环
无定形区中存在大量的微孔结构 ,微孔可作为可逆 贮锂的“仓库”，可逆容量在合适的热处理条件下， 均大于372 mAh/g，有的甚至超过1000 mAh/g ，可分 为软碳和硬碳。
软碳
软碳即易石墨化碳，是指在 2000℃以上的高温下能石墨化 的无定形碳 结晶度(即石墨化度)低，晶 粒尺寸小，晶面间距(d002)较 大，与电解液的相容性好 首次充放电的不可逆容量较 高，输出电压较低，无明显的 充放电平台电位 。
LiMn2O4
尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料，目前存在以下几个缺陷：
（1）锰的溶解，放电末期的Mn3+浓度最高，在粒子表面容易发生歧化反应：
2 Mn3+固 Mn4+固 + Mn2+液 歧化反应中的Mn3＋溶于电解液中；
（2）Janh-Teller畸变，对于Li/ LiMn2O4电池来说，如果放电电压不低于3 V，
2 2 3
LiMn2O4
尖晶石型LiMn2O4为 面心立方结构，其中O为 立方密堆积，Li+位于四面 体空隙，Mn4+和Mn3+按各 一半的比例占据八面体空 隙，而八面体16c全部空 位，四面体和八面体共面 连在一起为锂离子的扩散 提供了一个互相连通的三 维隧道结构，锂离子可以 自由的脱出或嵌入。
非炭材料(合金、金属及其氧化物)
一、炭负极材料的分类
天然石墨
无定形石墨
无定形石墨纯度低，石墨晶面间距(d002)为0.336 nm。 按ABAB顺序排列，可逆比容量仅260 mAh/g
天然鳞片石墨
晶面间距(d002)为0．335 nm，石墨层按ABAB及ABCABC 两种顺序排列。含碳99％以上的鳞片石墨，可逆容量 可达300～350 mAh/g
LiMnO2
LiMnO2 具有层状结构，理论容量高达 286mAh/g，实际放电容量高达200mAh/g， 但是层状LiMnO2 较难直接合成，它处于热 力学亚稳态，在Li+嵌入/脱嵌循环中Mn3+会 从Mn-O 层迁入锂层，占据Li+位置，而且 在循环使用过程中Mn3+周围结构发生JahnTeller 效应扭曲导致其向尖晶石结构转变， 导致循环性能下降。
LiCoO2具有合成方法简单，工作电压高，充放电电压
平稳，循环性能好等优点，是最早用于商品化的锂离子电 池的正极材料，也是目前应用最广泛的正极材料。
LiCoO2
从电子结构来看，由于Li+（1s2）能级与O 2 （2p6）能级 相差较大，而Co3+（3d6）更接近于O2（2p6）能级，所以LiO间电子云重叠程度小于Co-O间电子云重叠程度，Li-O键远 弱于Co-O键，在一定的条件下，Li+离子能够在CoO层间嵌入 脱出，使LiCoO2成为理想的锂离子电池嵌基材料。由于锂离 子在键合强的CoO层间进行二维运动，锂离子导电率高；另 外，共棱的CoO6的八面体分布使Co与Co之间以Co-O-Co的形 式发生作用，电子导电率也较高。
二、非碳负极材料
合金负极材料
主要包括硅基合金负极材料以及锡基合金负极材料。 锂合金作为负极材料，具有能量密度高的优点，但 循环稳定性差。
锂离子电极材料的发展状况
报告人：赵宝宝
内
正极材料 负极材料
容
提
要
锂离子电极材料的概述
锂离子电极材料的应用与展望
一、锂离子电极材料的概述
1. 锂离子电极材料的发展历史
1980年，M. Armand等人首先提出用嵌锂化合 物来代替二次锂电池中的金属锂负极，并提出 “摇椅式电池” 的概念。 1990年日本Sony公司研制出以石油焦为负极 、LiCoO2为正极的锂离子二次电池 。 1997年由美国德克萨斯州立大学的研究小组 首次报道了LiFePO4具有可逆脱嵌锂的特性。 目前也有用LiVO2等正极材料的锂离子电池。 近年来国外也有报道用Mg2SnO4, Zn2SnO4为正 极材料的锂离子电池。
人造石墨
人造石墨是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于 1900～2800℃经高温石墨化处理制得。常见人造石墨 有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维。
中间相碳微球(MCMB)
球状颗粒，便于紧密堆积可制成高密度电极 光滑的表面，低比表面积，可逆容量高 球形片层结构，便于锂离子在球的各个方向迁 出，可以大倍率充放电
LiFePO4 存在的主要问题
（1）在LiFePO4结构中，相邻的FeO6八面体通过共顶点连接，故电子导 电率低； （2）PO4四面体位于FeO6八面体之间，这在一定程度上阻碍了Li+的扩散 运动，同时由于稳定的PO4四面体使得Li+移动的自由体积小，使脱嵌运动
受到影响；
主要解决办法
（1）合成粒径小且均匀的颗粒；
2.3 LiMn2O 正极材料
4
锰酸锂正极材料包括尖晶石型 LiMn2O4、 层状LiMnO 及层状Li MnO 。与以上几种正 极材料相比，锂锰氧化物的资源丰富，价 格便宜，比容量大、工作电压高、耐过充/ 放电性能好、低毒、易回收，环境友好， 被视为有希望代替LiCoO2 的电池正极材料 之一。
境污染小。
LiNiO2
存在的主要问题
(1)合成计量比LiNiO2 化合物所需要的制备 条件十分苛刻，材料性能重现性差； (2)充/放电时活性材料的结构变化带来的比 容量衰减（循环性能较差）问题； (3)LiNiO2 无明显的充放电平台等。
LiNiO2
主要解决办法
利用Co、Al、Mg等元素掺杂替代，稳定结构，提高 电位、比容量和循环性能。 利用Al掺杂替代的LiNi1-xAlxO2材料的结构和性质进 行的研究结果表明，Al掺杂可以起到稳定结构、提高材 料电位和比容量的作用。
锂离子电池正极材料主要是具有高插入电 位的过渡金属氧化物，主要集中在LiCoO2、 LiNiO2、尖晶石型LiMn2O4、二元材料、三 元材料、橄榄石型LiFePO4 化合物及其衍 生物上。
2.1 LiCoO2正极材料
LiCoO2最早是由Goodenough等人在1980年提出可以用 于锂离子电池的正极材料，之后得到了广泛的研究。
LiFePO4
LiFePO4 具有规整的橄榄石 结构。其中，锂原子占据的 八面体相互共边，它们在a-c 平面沿着c 轴方向延伸，形 成链状排列。铁原子占据的 八面体相互共顶点，它们在 与锂原子相邻的a-c平面沿着 b轴方向形成锯齿形排列。在 锂原子所在的a-c 平面中， 包含有PO4 四面体，这样就 限制了锂离子的移动空间。 但是由于其结构中四面体和 八面体共边，在高压下它是 不稳定的，会转变为尖晶石 相。
1.对锂离子正极材料的要求
经过近30 年的广泛研究，多种锂嵌入化合 物可以作为锂二次电池的正极材料，作为 理想的正极材料，锂嵌入化合物应具备有 以下性能：
正极材料具有高的电位
具有较高的比容量
较平稳的充放电电压平台 具有较高的离子和电子扩散系数
具有稳定的层状或隧道的晶体结构
嵌入化合物应该低廉、环境友好和质 量轻等优点。 2. 几种主要的正极材料
循环性好，具有较长循环寿命；
材料的结构稳定、制作工艺简单、成本低
2. 几种主要的负极材料
自从锂离子电池诞生以来，研究的有关负极 材料主要有以下几种：石墨化碳材料、无定形 碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型 合金、纳米氧化物和其它材料。 负 极 材 料
炭材料(石墨、无定性炭、炭纳米管等）
（2）包覆导电剂对颗粒表面进行改性； （3）掺杂高价金属离子等
2.5 二元或三元正极材料
由于目前已有的单一正极材料都有各种各样的缺陷，那 么综合两种或多种正极材料，通过协同作用避开缺陷以 达到最优的使用性能所得到的正极材料就称为多元材料。 综合LiCoO2 、LiNiO2 、LiMnO2 三类材料的优点， 形 成LiCoO2/LiNiO2/LiMnO2 的共熔体系，可组合成含有 镍钴锰三元素协同的新型过渡金属嵌锂氧化物复合材料， 可用通式表示为LiCoxMnyNi1-x-yO2(0<x<0.5， 0<y<0.5)，其综合性能优于任一单组合化合物，存在明 显的三元协同效应。多元材料是最近几年发展起来的新 型锂电正极材料，具有容量高、成本低、安全性好等优 异特性，在小型锂电中逐步占据了一定市场份额，并且 在动力锂电领域也有良好发展前景。
几种正极材料的性能比较
二、负极材料
1.对锂离子负极材料的要求 正负极的电化学位差大，从而可获得高功 率电池；
锂离子的嵌入反应自由能变化小；
锂离子的可逆容量大，锂离子嵌入量的多 少对电极电位影响不大，这样可以保证电池 稳定的工作电压； 高度可逆嵌入反应，良好的电导率，热力 学稳定的同时还不与电解质发生反应；
石墨化碳纤维
表面和电解液之间的浸润性能非常好。
由于嵌锂过程主要发生在石墨的端面，从而具有 径向结构的炭纤维极有利于锂离子快速扩散，因而 具有优良的大电流充放电性能 。
放电容量大，优化时可逆容量达315 mAh/g，不可 逆容量仅为10 mAh/g，首次的充放电效率达97% 。
非石墨类碳负极材料
2. 锂离子电极材料的组成
2.1正极的组成
正极活性物质（ 90% ）
正 极
乙炔黑导电剂（约7%～8% ）
有机粘合剂（约3%～4%）
20 μ m 的铝箔集流体
2.2负极的组成
负极活性物质（约90% ）
负 极
乙炔黑导电剂（4%～5%） 有机粘合剂（6%～7%） 厚约20 μm 的铜箔集流体
二、正极材料
硬碳
难石墨化碳，是高分子聚合物的热解碳，这类碳在3000℃的高温 也难以石墨化 硬碳有树脂碳(如酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇等)、有机聚合 物热解碳(PVA，PVC，PVDF，PAN等)、碳黑(乙炔黑) 聚糠醇树脂碳已经被日本Sony公司已用作锂离子电池负极材料， 比容量可达400 mAh/g，其晶面间距(d002)适当，有利于锂的嵌入 而不会引起结构显著膨胀，具有很好的充放电循环性能
LiCoO2
3 1 4 Co3+ (3b)
2
பைடு நூலகம்
LiCoO2具有-NaFeO2结构，属六方晶系，
O2 (6c)
其中6c位上的O为立方密堆积，3a位的Li和3b位 的Co分别交替占据其八面体孔隙，在[111] 晶面 方向上呈层状排列，理论容量为274 mAh/g。
Li+ (3a)
LiCoO2
理论比容量275mAh/g。
较硬碳难石墨化碳是高分子聚合物的热解碳这类碳在3000的高温也难以石墨化?硬碳有树脂碳如酚醛树脂环氧树脂聚糠醇等有机聚合物热解碳pvapvcpvdfpan等碳黑乙炔黑?聚糠醇树脂碳已经被日本sony公司已用作锂离子电池负极材料比容量可达400mahg其晶面间距d002嵌入而不会引起结构显著膨胀具有很好的充放电循环性能适当有利于锂的二非碳负极材料主要包括硅基合金负极材料以及锡基合金负极材料
工作区间： 锂脱出量 ＜ 0.5，工作平台位于4.0V，比容 量137 mAh/g，循环性能好。 当锂脱出量＞0.5 时，结构不稳定，需要充电保护。
LiCoO2 的合成方法
LiCoO2 的合成通常有固相合成、溶胶-凝胶法、 有机酸络合法、化学共沉淀、乳化干燥、喷雾干 燥、机械化合和水热法等。
总之，作为锂离子电池正极材料，LiCoO2具有下列特点： 1. 合成方法比较简单； 2. 工作电压高，充放电电压平稳，循环性能好； 3. 实际容量较低，只有理论容量的一半； 4. 钴资源有限，价格昂贵； 5. 钴毒性较大，环境污染大
应该不会出现Janh-Teller畸变。但在实际放电体系中，在接近4 V放电平台末 期，表面粒子有可能过放电而发生Janh-Teller畸变，这种效应继而扩散到整个
组分LiMn2O4 ，导致电化学性能下降。
目前对尖晶石型LiMn2O4的改性方法主要是减小颗粒粒径；掺杂阴阳离子 和表面修饰等。
2.4 LiFePO4正极材料
2.2 LiNiO2正极材料
LiNiO2 具有良好的高温稳定性，由 于自放电率低，对电解液的要求低， 不污染环境，资源相对丰富，且价格 适宜，是一种很有希望代替锂钴氧化 物的正极材料。现在已经被法国SAFT 公司和加拿大的Moli 能源公司所采用。
LiNiO2
与LiCoO2相似，理想的LiNiO2为NaFeO2 型六方层状结构， Li 和Ni分 别占据3a位和3b位，LiNiO2正极材料 的理论容量为275 mAh/g，实际容量达 到180-200 mAh/g。相对于LiCoO2而言， 镍的储量比钴大，价格便宜，而且环
无定形区中存在大量的微孔结构 ,微孔可作为可逆 贮锂的“仓库”，可逆容量在合适的热处理条件下， 均大于372 mAh/g，有的甚至超过1000 mAh/g ，可分 为软碳和硬碳。
软碳
软碳即易石墨化碳，是指在 2000℃以上的高温下能石墨化 的无定形碳 结晶度(即石墨化度)低，晶 粒尺寸小，晶面间距(d002)较 大，与电解液的相容性好 首次充放电的不可逆容量较 高，输出电压较低，无明显的 充放电平台电位 。
LiMn2O4
尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料，目前存在以下几个缺陷：
（1）锰的溶解，放电末期的Mn3+浓度最高，在粒子表面容易发生歧化反应：
2 Mn3+固 Mn4+固 + Mn2+液 歧化反应中的Mn3＋溶于电解液中；
（2）Janh-Teller畸变，对于Li/ LiMn2O4电池来说，如果放电电压不低于3 V，
2 2 3
LiMn2O4
尖晶石型LiMn2O4为 面心立方结构，其中O为 立方密堆积，Li+位于四面 体空隙，Mn4+和Mn3+按各 一半的比例占据八面体空 隙，而八面体16c全部空 位，四面体和八面体共面 连在一起为锂离子的扩散 提供了一个互相连通的三 维隧道结构，锂离子可以 自由的脱出或嵌入。
非炭材料(合金、金属及其氧化物)
一、炭负极材料的分类
天然石墨
无定形石墨
无定形石墨纯度低，石墨晶面间距(d002)为0.336 nm。 按ABAB顺序排列，可逆比容量仅260 mAh/g
天然鳞片石墨
晶面间距(d002)为0．335 nm，石墨层按ABAB及ABCABC 两种顺序排列。含碳99％以上的鳞片石墨，可逆容量 可达300～350 mAh/g
LiMnO2
LiMnO2 具有层状结构，理论容量高达 286mAh/g，实际放电容量高达200mAh/g， 但是层状LiMnO2 较难直接合成，它处于热 力学亚稳态，在Li+嵌入/脱嵌循环中Mn3+会 从Mn-O 层迁入锂层，占据Li+位置，而且 在循环使用过程中Mn3+周围结构发生JahnTeller 效应扭曲导致其向尖晶石结构转变， 导致循环性能下降。
LiCoO2具有合成方法简单，工作电压高，充放电电压
平稳，循环性能好等优点，是最早用于商品化的锂离子电 池的正极材料，也是目前应用最广泛的正极材料。
LiCoO2
从电子结构来看，由于Li+（1s2）能级与O 2 （2p6）能级 相差较大，而Co3+（3d6）更接近于O2（2p6）能级，所以LiO间电子云重叠程度小于Co-O间电子云重叠程度，Li-O键远 弱于Co-O键，在一定的条件下，Li+离子能够在CoO层间嵌入 脱出，使LiCoO2成为理想的锂离子电池嵌基材料。由于锂离 子在键合强的CoO层间进行二维运动，锂离子导电率高；另 外，共棱的CoO6的八面体分布使Co与Co之间以Co-O-Co的形 式发生作用，电子导电率也较高。
二、非碳负极材料
合金负极材料
主要包括硅基合金负极材料以及锡基合金负极材料。 锂合金作为负极材料，具有能量密度高的优点，但 循环稳定性差。
锂离子电极材料的发展状况
报告人：赵宝宝
内
正极材料 负极材料
容
提
要
锂离子电极材料的概述
锂离子电极材料的应用与展望
一、锂离子电极材料的概述
1. 锂离子电极材料的发展历史
1980年，M. Armand等人首先提出用嵌锂化合 物来代替二次锂电池中的金属锂负极，并提出 “摇椅式电池” 的概念。 1990年日本Sony公司研制出以石油焦为负极 、LiCoO2为正极的锂离子二次电池 。 1997年由美国德克萨斯州立大学的研究小组 首次报道了LiFePO4具有可逆脱嵌锂的特性。 目前也有用LiVO2等正极材料的锂离子电池。 近年来国外也有报道用Mg2SnO4, Zn2SnO4为正 极材料的锂离子电池。
人造石墨
人造石墨是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于 1900～2800℃经高温石墨化处理制得。常见人造石墨 有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维。
中间相碳微球(MCMB)
球状颗粒，便于紧密堆积可制成高密度电极 光滑的表面，低比表面积，可逆容量高 球形片层结构，便于锂离子在球的各个方向迁 出，可以大倍率充放电
LiFePO4 存在的主要问题
（1）在LiFePO4结构中，相邻的FeO6八面体通过共顶点连接，故电子导 电率低； （2）PO4四面体位于FeO6八面体之间，这在一定程度上阻碍了Li+的扩散 运动，同时由于稳定的PO4四面体使得Li+移动的自由体积小，使脱嵌运动
受到影响；
主要解决办法
（1）合成粒径小且均匀的颗粒；
2.3 LiMn2O 正极材料
4
锰酸锂正极材料包括尖晶石型 LiMn2O4、 层状LiMnO 及层状Li MnO 。与以上几种正 极材料相比，锂锰氧化物的资源丰富，价 格便宜，比容量大、工作电压高、耐过充/ 放电性能好、低毒、易回收，环境友好， 被视为有希望代替LiCoO2 的电池正极材料 之一。
境污染小。
LiNiO2
存在的主要问题
(1)合成计量比LiNiO2 化合物所需要的制备 条件十分苛刻，材料性能重现性差； (2)充/放电时活性材料的结构变化带来的比 容量衰减（循环性能较差）问题； (3)LiNiO2 无明显的充放电平台等。
LiNiO2
主要解决办法
利用Co、Al、Mg等元素掺杂替代，稳定结构，提高 电位、比容量和循环性能。 利用Al掺杂替代的LiNi1-xAlxO2材料的结构和性质进 行的研究结果表明，Al掺杂可以起到稳定结构、提高材 料电位和比容量的作用。
锂离子电池正极材料主要是具有高插入电 位的过渡金属氧化物，主要集中在LiCoO2、 LiNiO2、尖晶石型LiMn2O4、二元材料、三 元材料、橄榄石型LiFePO4 化合物及其衍 生物上。
2.1 LiCoO2正极材料
LiCoO2最早是由Goodenough等人在1980年提出可以用 于锂离子电池的正极材料，之后得到了广泛的研究。