锂离子电池正极相关材
锂离子电池正极材料知识概述
不同颗粒形貌对压实密度的影响
RX767
RX767压实后
三元
三元压实后
D50: 10.719， 最大压实密度： 4.32
D50: 11.385， 最大压实密度： 3.52
不同粒度分布对压实密度的影响
LiCoO2, D50: 11.546
压实后
LiCoO2 , D50: 7.016
压实后
最大压实密度： 4.40
3.1.1 LiCoO2的结构
3
1
4 2
Co3+ (3b)
O2 (6c)
Li+ (3a)
LiCoO2具有-NaFeO2结构，属六方晶系， R-3m空间群，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。
过锂离子所在的平面迁移到电解液中，并且此时钴（CoO2）的氧 化性很强，容易和电解液发生反应失氧，造成很大的不可逆容量 损失。因此在实用锂离子电池中，0 x 0.5，充放电电压上限为 4.2 V，在此范围内，LiCoO2具有平稳的电压平台（约3.9 V）， 充放电过程中不可逆容量损失小，循环性能非常好。
成为锂离子电池正极材料研究领域的一个热点。
LiNi1yCoyO2的电化学性能与其组成密切相关，Co的加入能够提高电化 学循环稳定性。稳定性的提高，一方面是因为Co增强了结构有序性，促进 了接近整比产物的合成；另一方面是因为Co在一定程度上抑制了锂离子在 嵌入脱出过程中的结构相变。
但是Co的掺入量也不是越多越好，Co的加入往往降低首次比容量，而 且增加了成本。因此，综合电极材料的容量、循环寿命和价格等诸多因素， 一般认为，LiNi1yCoyO2 (0.1 y 0.3)最具商品化前景。
锂电／钠电／固态电池材料大全
锂电/钠电/固态电池材料大全!目录1 .锂离子电池材料 (1)1.1. 正极材料 (1)1.2. 负极材料 (2)1.3. 电解液 (2)1.4. 隔膜 (2)1.5. 导电剂 (2)1.6. 粘结剂 (2)1.7. 集流体 (2)1.8. 壳体及其他材料、工具 (3)2 .钠离子电池材料 (3)2. 1.正极材料 (3)3. 2.负极材料 (3)4. 3.电解液 (3)5. 4.隔膜 (3)6. 5.导电剂 (3)7. 6.粘结剂 (3)8. 7.集流体 (3)9. 8.壳体及其他材料、工具 (4)3 .固态电解质粉末 (4)3.1. 技术进步，固态电池电解质材料研究取得突破 (4)4 .纳米氧化物添加剂 (5)1.锂离子电池材料1.1.正极材料钻酸锂：4.2V>4.35V、4.45V三元材料（单晶/多晶/前驱体）：NCM900505>NCM811、NCM622、NCM613、NCM523>NCMI11、NCA>锯酸锂包覆NCM811磷酸铁锂：PI98、DY-3、XDNP01-2磷酸锦铁锂：1FMP64>1FMP73、M70锌酸锂、磷酸帆锂、尖晶石银锦酸锂5.0V等材料1.2.负极材料硅碳负极：Si∕C-400>Si∕C-500>Si∕C-600>Si/C-650硅氧碳负极：SiO∕C-420>SiO/C-450硅氧：1580容量石墨负极:人造石墨AGP、人造石墨S360、人造石墨FSN-I、天然石墨918-II>功率型人造石墨QE-1、功率型人造石墨QCG・X9、能量快充型人造石墨QC8、低膨胀率人造石墨G49等硬碳负极：锂电用硬碳、吴羽化学硬碳、可乐丽509・5（D50=5um）、可乐丽510-5（D50=5um）>球形硬碳、可乐丽type1、可乐丽type2钛酸锂、软碳、纳米硅50nm、锌箔等材料1.3.电解液三元材料电解液、富锂锦基电解液、磷酸铁锂电解液、钻酸锂电解液、高电压电解液等多款电解液，可根据指定配方或电池体系配制1.4.隔膜PP隔膜、PE隔膜、PPPEPP隔膜、陶瓷隔膜（单/双面涂覆）、Whatman玻璃纤维隔膜等材料1.5.导电剂特密高SUPerP1i、日本狮王科琴黑ECP-600JD、日本狮王科琴黑E0300J、特密高KS・6、特密高SFG-6、乙焕黑、单壁碳纳米管浆料（水系/油系）、多壁碳纳米管浆料、多壁碳纳米管粉末等材料1.6.粘结剂美国苏威PVDF5130、法国阿科玛PVDFHSV900、日本大赛璐CMC2200、日本制纸CMCMAC5001C、日本瑞翁SBRBM-451b、JSRTRD104A、1A132、1A133>1A136D、1A136D1（锂化聚丙烯酸粘结齐UPAA1i）、PVPK30、PTFE等材料铜箔（单光/双光/双毛）、涂炭铜箔（单面涂/双面涂卜铝箔（单光/双光）、涂碳铝箔（单面涂/双面涂）、微孔铜箔、微孔铝箔、多孔铜箔、多孔铝箔、泡沫银、泡沫铜等材料1.8.壳体及其他材料、工具扣式电池壳、铝塑膜、极耳、N-甲基毗咯烷酮（电池级）、沥青、高温胶带、裁剪工具、软包电池测试夹具等2.钠离子电池材料2.1.正极材料磷酸帆钠、银钵酸钠、银铁钵酸钠424、银铁锦酸钠111、银铁镒酸钠03A、银铁锦酸钠P2B等材料2.2.负极材料可乐丽Type2硬碳、可乐丽Type1硬碳、吴羽化学硬碳、球形硬碳、NHC・B1、BSHC-300等材料2.3.电解液磷酸机钠电解液、银铁镒酸钠半电电解液、银铁锦酸钠■硬碳全电电解液、钠电硬碳电解液等多款电解液，可根据指定配方或电池体系配制2.4.隔膜Whatman玻璃纤维隔膜（多种规格）、钠离子电池专用隔膜等3.5.导电剂特密高SUPerP1i、日本狮王科琴黑ECP-600JD、日本狮王科琴黑EC・300J、特密高KS・6、特密高SFG-6、乙快黑、单壁碳纳米管浆料（水系/油系）、多壁碳纳米管浆料、多壁碳纳米管粉末等材料4.6.粘结剂美国苏威PVDF5130、法国阿科玛PVDFHSV900、日本大赛璐CMC2200、日本制纸CMCMAC5001C、日本瑞翁SBRBM-451b、JSRTRD104A.1A132>1AI33、1A136D.1A136D1（锂化聚丙烯酸粘结齐IJPAA1i）、PVPK30、PTFE等材料铝箔（单光/双光）、涂碳铝箔（单面涂/双面涂）等材料2.8.壳体及其他材料、工具扣式电池壳、铝塑膜、极耳、N・甲基毗咯烷酮（电池级卜高温胶带、裁剪工具、软包电池测试夹具等3.固态电解质粉末11ZO›11ZT0、11ZN0>1ATP、NZSPO3.1.技术进步，固态电池电解质材料研究取得突破慕尼黑工业大学（TUM）的一个研究小组声称发现了一类具有改进导电性的电解质材料。
锂离子电池每种材料的作用
锂离子电池每种材料的作用1.正极材料：正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，它能够嵌入或嵌出锂离子来完成正负极之间的电荷传递。
常用的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)等。
正极材料的选择需要兼顾容量、循环寿命、价格等因素。
例如，钴酸锂具有高比容量和循环寿命，但成本较高，而锰酸锂具有较低的比能量但成本较低。
2.负极材料：负极材料也称为锂储存材料，常用的材料有石墨、石墨烯等。
负极材料通过嵌入和释放锂离子来实现电荷的储存和释放。
石墨具有较高的嵌锂能力和导电性能，能够很好地嵌锂离子，并且具有相对较低的成本。
3.电解质：电解质是将正负极进行隔离，同时允许锂离子在两者之间移动的关键部分。
在常见的锂离子电池中，常用的电解质有有机电解质和固体电解质两种。
有机电解质常用的是含有锂盐的有机溶液(如聚合物电解质)，这种电解质具有较高的离子导电性能。
而固体电解质是一种新型的电解质材料，具有良好的热稳定性和安全性。
4.隔膜：隔膜通常是由聚合物材料制成的薄膜，它的主要功能是将正负极隔离开，防止直接电子短路，并允许锂离子通过。
隔膜材料需要具有较高的离子传导性能和化学稳定性，以确保电池的安全性和稳定性。
5.导电剂：导电剂通常是用于增加电池正负极电导率的添加剂。
由于正负极材料通常是非金属材料，它们的电导率较低，因此需要添加导电剂来提高整个电池系统的导电性能。
导电剂通常是碳类材料，如天然石墨、碳黑等。
6.添加剂：添加剂是为了改善锂离子电池的性能而在正负极材料中加入的。
常见的添加剂有粘结剂、增容剂等。
粘结剂用于固定正负极材料的形状，增强电极和集流体之间的接触，提高电池的循环寿命。
增容剂主要用于提高正极材料的比容量和充放电速率。
在锂离子电池中，不同材料之间需要进行匹配，以确保电池的性能和循环寿命。
正负极材料的选择、电解质和隔膜的设计以及添加剂的使用，都对锂离子电池的容量、循环寿命、充放电速率、安全性等方面产生着重要的影响。
锂离子电池三元正极材料(全面)
1997年, Padhi等人最早提出了LiFePO4的制 备以及性能研究 。LiFePO4具备橄榄石晶体结构, 理论容量为170 mAh／g, 有相 对于锂金属负极的稳 定放电平台, 虽然大电流充放电存在一定的 缺陷, 但 由于该材料具有理论比能量高、电压高、环境友好、 成本低廉以及良好的热稳定性等显著优点, 是近期研究的重点替 代材料之一。目前, 人们主要采点用击高添温加固标相题法制备LiFePO4 粉体, 除此之外, 还有溶胶-凝胶法、水热法等软化学方法, 这些方法都 能得到颗粒细、纯度高的LiFePO4材料。
三价锰氧化物LiMnO2是近年来新发展起来的一种锂离子电池 正极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286 mAh／g, 实 际比 容量已达到200mAh／g以上) 的优势。LiMnO2存在多种结构形式, 其中单斜晶系的LiMnO2和正方晶系LiMnO2具有层状材料的结构 特征, 并具有比较优良的电化学性能。对于层状结构 的LiMnO2而 言, 理想的层状化合物的电化学行点为击要添比加中标间题型的材料好得多, 因 此, 如何制备 稳定的LiMnO2, 层状结构, 并使之具有上千次的循 环 寿命, 而不转向尖晶石结构是急需解决的问题。
(1)可以在LiNiO2正极材料 掺杂Co、Mn、Ca、F、Al等 元素, 制成复合氧化物正极 材料以增强其稳定性, 提高充 放电容量和循环寿命。
(2) 还可以在LiNiO2材料中掺杂P2O5 ； 点击添加标题
(3) 加入过量的锂, 制备高含锂的锂镍氧化物。
锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、锰资源丰富、价格低廉及 无毒性等优点, 是最有发展前途的一 种正极材料。锰酸锂主要有尖晶 石型LiMnO4和层状的LiMnO2两种类型。尖晶石型 L iMnO4具有安 全性好、易合成等优点, 是目前研究较多的锂离子正极材料之一。但 LiMn2O4存在John—Teller效应, 在充放电过程 中易发生结构畸变, 造成容量迅速衰减, 特别是在较点高击温添度加的标使题用条件下, 容量衰减更加突 出。三价锰氧化物LiMnO2 是近年来新发展起来的一种锂离子电池正 极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286mAh／g, 实际比容量 已 达到200mAh／g以上) 的优势。
干货学习,锂电池正负极集流体
干货学习！锂电池正负极集流体众所周知组成锂离子电池的四大主要部分是正极材料、负极材料、隔离膜和电解液。
但是，除了主要的四大部分外，用来存放正负极材料的集流体也是锂电池的重要组成部分。
今天我们就来聊聊锂电池正负极集流体材料。
一.集流体基本信息对于锂离子电池来说，通常使用的正极集流体是铝箔，负极集流体是铜箔，为了保证集流体在电池内部稳定性，二者纯度都要求在98%以上。
随着锂电技术的不断发展，无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池，我们都希望电池的能量密度尽量高，电池的重量越来越轻，而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量，从直观上来减少电池的体积和重量。
1锂电用铜铝箔厚度要求随着近些年锂电迅猛发展，锂电池用集流体发展也很快。
正极铝箔由前几年的16um降低到14um，再到12um，现在已经不少电池生产厂家已经量产使用10um的铝箔，甚至用到8um。
而负极用铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有很大部分电池厂家量产用6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。
由于锂电池对于使用的铜铝箔纯度要求高，材料的密度基本在同一水平，随着开发厚度的降低，其面密度也相应降低，电池的重量自然也是越来越小，符合我们对于锂电池的需求。
2锂电用铜铝箔表面粗糙度要求对于集流体，除了其厚度重量对锂电池有影响外，集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。
尤其是负极集流体，由于制备技术的缺陷，市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。
这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称，进而使两面负极容量不能均匀释放;同时，两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致，是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡，进而加快电池容量的衰减。
同理，正极铝箔也尽量向双面对称结构发展，但是目前受到铝箔制备工艺的影响，主要还是用单面光铝箔。
由于铝箔基本都是由厚度较大的铝锭轧制而成，在轧制过程中需要控制铝锭与轧辊的接触，所以一般都会对铝箔表面进行添加润滑剂，来保护铝锭和轧辊，而表面的润滑剂对电池极片有一定的影响，因此，对铝箔来说，表面除润滑剂也是关键因素。
锂离子电池正极材料
LiCoO2材料面临的问题
LiCoO2的理论容量为274 mAh/g，但在实际应用时，锂离子从������������������Co������2中可逆嵌脱最多为0.5个单 元，实际容量只有140 mAh/g左右 。������������������Co������2在X =0.5 附近会发生六方到单斜的结构相变，同时晶胞参 数发生微小变化。当X>0.5时，������������������Co������2中的钴离子将从其所在的平面迁移到锂所在的平面，导致结构 不稳定而使钴离子通过锂离子所在的平面迁移到电解液中，并且此时钴（������������������2）的氧化性很强，容易 和电解液发生反应失氧，造成很大的不可逆容量损失，影响电池的循环性能和安全性能。因此在实用 锂离子电池中，0 <X <0.5，充放电电压上限为4.2 V，在此范围内， LiCoO2具有平稳的电压平台（约3.9 V），充放电过程中不可逆容量损失小，循环性能非常好。
目前，能满足以上要求的材料根据其结构特点主要分为三大类，
第一类是具有六方层状结构锂金属氧化物LiM������2（M=Co、Ni、Mn），其代表材料主要为 钴酸锂和三元镍钴锰(NCM)酸锂、镍钴铝(NCA)酸锂材料
第二类是具有Fd3m空间群的尖晶石结构材料，其主要代表材料主要有4V级的Li������������2������2。 第三类是具有聚阴离子结构的化合物，其代表材料主要有橄榄石结构的磷酸亚铁锂
MO2层 锂离子
简化模型
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。LiCoO2具有αNaFeO2型二维层状结构，非常 适合锂离子的嵌脱，具有电压 高、放电平稳、比能量高、循 环性能好、制备工艺简单等优 点，能够适应大电流充放电。 其理论容量为274mAh/g，
锂离子电池正极相关材料
锂离子电池正极相关材料-----------------------作者：-----------------------日期：锂离子电池具有工作电压高、无记忆效应、环境友好等优点，已经成为21世纪绿色电池的首选。
锂离子电池的关键材料之一是正极材料，目前商品化锂离子电池的正极材料主要是LiCoO2，但存在成本高、实际比容量偏低、抗过充电性能差、安全性能不佳等问题，严重阻碍了锂离子电池的进一步发展，限制了它在更广领域的应用，迫切需要研究者开发出成本低、性能优良、安全性高的锂离子电池正极材料以满足电动汽车等新兴行业的需求。
锂离子电池是绿色环保电池，是二次电池中的佼佼者。
与镍镉电池(Cd．Ni)和镍氢电池(Ni．H)相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电率低等显著优点，且没有Cd-Ni电池中镉的环境污染问题。
锂离子电池的上述特点，使其可以向小型化方向发展，因而适合于小型便携式电器电源，如移动电话、笔记本电脑、照相机等。
这些电器与人们的商务活动和日常生活紧密相连，使用的群体广，新旧换代快。
锂离子电池还可以用于电动工具和电动车电源替代Cd．Ni电池和铅酸电池，一方面Cd-Ni电池和铅酸电池的原材料上涨，成本提高，发展受限，我国出口退税政策调整；另一方面欧盟在2005和2006年相继出台了两项与化学品相关的RollS和REACH法令，前者限制了铅、镉等6种化学元素的使用，后者则规定上万种化学药品要重新注册。
所以这为锂离子电池行业发展带来了新的机遇【l】。
此外，锂离子电池也是航空航天和军事等领域要求空间上移动使用的新一代清洁安全能源，以及作为家庭和交通照明、备用电源、储能电站等时间上移动使用的储能调峰电源。
因此锂离子电池有非常广阔的应用范围。
1．2锂离子电池发展概况锂离子电池的发展可以追迥到锂二次电池，锂二次电池的研究最早始于20世纪60--70年代的石油危机，当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系，但锂在充放电过程中由于电极表面的凹凸不平，导致表面电位分布不均匀，造成了锂的不均匀沉积。
关于生产锂电池原材料有哪些
关于生产锂电池原材料有哪些
构成生产锂电池原材料包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液。
1、正极材料：在锂离子电池的正极材料中，常见的材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料等。
正极材料在锂离子电池中占据着重要地位，因为它直接影响着电池的性能表现。
它的成本也直接影响锂电池成本高低。
2、负极材料：在锂离子电池的负极材料中，目前主要采用人造石墨和天然石墨。
负极材料作为锂电池的四大组成材料之一,负极材料在提高电池容量和循环性能方面扮演着至关重要的角色。
,处于锂电池产业中游的核心环节。
3、隔膜：通常采用市场化的隔膜材料，主要以聚乙烯、聚丙烯等材料为主。
锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。
隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，因此优质的隔膜对提高电池的综合性能至关重要。
4、电解液：通常由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐以及必要的添加剂等原料配制而成。
这些原料按照一定的条件和比例配制而成，电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池能够获得高电压、高比能等优点的保障。
随着锂电池在各领域的广泛应用，为了满足市场需求，企业不断扩大生产规模，锂电设备行业也在不断增加产量。
当前，我国新能源政策不断开放，生产锂电设备的企业也层出不穷，并且数量在快速地增长，导致锂电设备的市场竞争也越来越激烈。
我国锂离子电池材料的生产工艺和设备管理水平亟需转型升级。
通过利用信息技术，提升生产要素的效率和质量，改善企业组织管理水平，创新生产方式，提升资产质量和服务功能，适应市场的迅速发展和变化。
锂电池基础知识及正极材料简介
➢ 正极材料-LiFePO4
LiFePO4在1997年由Goodenough 首次报道可以作为锂离子电池正 极材料。
LiFePO4为橄榄石型结构，为正交晶 系，属Pmnb空间群，Fe与Li形成FeO6和 LiO6八面体，P形成PO4四面体。与c轴 平行的Li+的为连续直线链，可以沿着c轴 形成二维扩散运动，自由地脱出或嵌入。 理论容量为170 mAh/g。具有价格低廉、 电化学性能好、对环境友好无污染等优 点。
（2）一致性差，由于碳包覆对磷酸铁锂性能影响非常敏感，造成磷酸铁锂 产品的一致性较差。此外由于目前磷酸铁锂生产标准不统一（如原料就有： 草酸亚铁、磷酸铁、铁红）也造成产品一致性差。
（3）电压平台低，容量一般，压实密度低，因而能量密度低。
（4）倍率性能较低，低温性能差。
3 磷酸铁锂正极材料的制备及改性方法
磷酸铁锂生产工艺主要有水热法和固相法两种，其中水热法目前只有 原加拿大PHOSTECH等极少数企业生产，成本高昂，目前PHOSTECH由 于拥有专利可以有少量产品销售，中国市场几乎全部采用高温固相法。 固相法生产磷酸铁锂按铁原料不同划分为：草酸亚铁工艺、铁红工艺、 磷酸铁工艺。
其中中国市场主要是草酸亚铁工艺和磷酸铁工艺为主。草酸亚铁工、 艺、由于收率低、产能小、前工序混料消耗大量酒精，成本也居高不下。 磷酸铁工艺尽管原料成本较高，但收率大、产能大，产品性能好，且前 工序混料可以采用水球磨和砂磨，采用喷雾干燥，成本与草酸亚铁工艺 相当，因而未来主流工艺可能趋向磷酸铁工艺。
锂离子电池
六要素
隔膜
包装膜
电极端子
Ni(Cu)、Al, 电子 通道, 连接外电路
软包装, 硬壳, 提供良好的电
化学环境
LMnO2/LiMn2O4
锂离子电池基础知识大汇总（电池人常识）
锂离子电池基础知识大汇总（电池人常识）现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。
所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。
举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。
按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。
电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。
锂离子电池的广泛用途发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。
锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。
锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。
应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。
锂离子电池的主要构成（1）电池盖（2）正极----活性物质为氧化钴锂（3）隔膜----一种特殊的复合膜（4）负极----活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳锂离子电池的优越性能我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。
那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？（1）工作电压高（2）比能量大（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆效应（6）无污染以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比：镍氢电池和锂电池的区别镍镉电池和镍氢电池的区别镍氢电池镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染，无记忆效应。
镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。
锂离子电池以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。
锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。
锂离子电池正极材料理化参数
>2.20
2.4-2.7
>3.9
2.4-2.8
>4.0
2.4-2.8
>4.0
2.7-3.3
>4.2
≥1.9
≥2.0
≥2.0
≥2.0
≥1.9
≥2.0
≥1.6
≥1.5
≥1.75
≥2.2
>2.2
>3.0
>2.2
>3.0
LiMn2O4：
具有尖晶石结构，属于Fd3m空间群，氧原子呈立方密堆积排列，位于晶胞的32e位置，锰占据一半八面体空隙16d位置，而 面与共边相互联结，形成锂离子能够扩散的三维通道。锂离子在尖晶石中的化学扩散系数在10-14-10-12 m2/s之间。LiMn mAh/g。锂离子在尖晶石LixMn2O4 的充放电过程分为四个区域：在0<x<0.1 时，Li+嵌入到单相A(γ-MnO2)中；在0.1<x<0 电曲线的高压平台(约4.15 V)；x>0.5 时，随着Li+的进一步嵌入便会形成新相C(LiMn2O4)和B相共存，对应于充放电曲线 的结构稳定性。如果放电电压继续降低，Li+还可以嵌入到尖晶石空的八面体16c位置，形成Li2Mn2O4，这个反应发生在3. Jahn-Teller效应引起尖晶石结构由立方对称向四方对称转变，材料的循环性能恶化。因此，LiMn2O4 的放电截止电压在3 循环性能和储存性能也存在问题。目前为止，人们认为主要有两个原因影响这两项性能。第一，Jahn-Teller效应引起的结 颗粒表面锰的氧化态比内部的低，即表面含有更多的Mn3+。因此，他们认为在放电过程中，尖晶石颗粒表面会形成Li2Mn2 这会引起结构不稳定，造成容量的损失。第二个原因是Mn溶解。影响Mn溶解的因素主要是过高的充电电压(电解液氧化分解 的碳含量等。为了改善LiMn2O4 的高温循环性能与储存性能，人们也尝试了多种元素的掺杂和包覆，但只有Al掺杂和表面 取代Mn可以改善4 V区的循环性能。中科院物理所的孙玉城博士在表面包覆LiAlO2，经热处理后，发现在尖晶石颗粒表面形 石LiMn2O4 的可逆容量，但改善了LiMn2O4 的高温循环性能和储存性能，还提高了倍率性能。尖晶石型LiMn2O4 具有原料 电电压平台高等优点，一直是锂离子电池重要的正极材料。Al 改性之后，LiMn2O4 的倍率性能和高温循环性能显著改善， 料之一。
三元正极材料简介介绍
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目录
• 三元正极材料概述 • 三元正极材料的特性与优势 • 三元正极材料的生产与制备技术 • 三元正极材料的挑战与研究前沿 • 三元正极材料在电池产业中的应用实例 • 总结与展望
01
三元正极材料概述
定义与组成
定义
三元正极材料是指由三种元素组成的锂离子电池正极材料。通常，这三种元素 包括镍（Ni）、钴（Co）和锰（Mn），简称为NCM。
04
三元正极材料的挑战与研究前 沿
热稳定性挑战
热失控现象
三元正极材料在高温甚至正常工 作温度下可能发生热失控现象， 导致电池性能下降甚至安全隐患
。
晶体结构稳定性
材料晶体结构的稳定性与热稳定性 密切相关，如何优化晶体结构以提 高热稳定性是一个重要研究方向。
热隔离与散热设计
针对三元正极材料的热稳定性挑战 ，电池系统的热隔离与散热设计成 为关键，以防止过热引发安全问题 。
组成
三元正极材料的组成可以根据需要进行调整，以获得不同的性能。通常，通过 调整镍、钴、锰的比例，可以实现对电池容量、能量密度、循环寿命等性能的 优化。
发展历程
01
早期阶段
在锂离子电池发展的早期阶段，主要采用的是单一的钴酸锂作为正极材
料。然而，钴资源稀缺且价格昂贵，促使人们寻求替代材料。
02 03
三元材料的兴起
三元正极材料具有高能量密度和 长寿命，适用于大型储能电站， 可实现电网调峰、调频等功能。
高效能量转换
三元正极材料具有优异的充放电 性能，提高储能电站的能量转换
效率。
环保可持续
三元正极材料生产过程中污染较 小，且废弃电池可回收再利用，
有利于环保和可持续发展。
锂离子电池的工艺流程
锂离子电池的工艺流程
1.正负极材料的制备：正极材料一般采用的是锂钴氧化物、锂镍钴锰氧化物等，负极材料一般采用的是石墨、硅等。
这些材料需要进行粉碎、混合等工艺处理，以获得较好的电化学性能。
2. 悬液制备：正负极材料需要与电解液混合，形成悬液。
电解液一般采用的是碳酸锂、磷酸三甲酯等，其中含有锂离子，能够提供电池的电荷。
3. 电极片制备：将悬液涂覆在铝箔或铜箔上，形成电极片。
电极片的制备需要控制厚度、密度等参数，以获得较好的性能。
4. 电池组装：将正负极电极片、隔膜等材料按照一定的结构进行组装。
这个过程需要控制好电解液的数量、厚度和均匀性等参数，以避免电池在使用过程中出现问题。
5. 充电与放电：电池组装完成后，需要进行充电和放电测试。
这个过程可以检测出电池的性能和健康状况。
6. 包装与测试：测试合格的电池需要进行包装，以方便运输和销售。
包装过程需要遵循相关的安全标准和法规，以避免事故的发生。
同时，还需要对包装后的电池进行一些测试，以确保电池的质量和稳定性。
- 1 -。
锂离子电池所需材料
锂离子电池所需材料锂离子电池材料：1. 正极活性材料：锂金属、锂离子介质、正极活性材料；①锂金属：它是最常用的一种电池正极活性材料。
其优势在于具有高的理论比容量、低的特征电位和理想的循环性能，因此，它已被广泛用于各种不同规格的锂离子电池。
②锂离子介质：常见材料有乙酸、柠檬酸、甲酸、苯基二甲酸和碳酸锂。
它们共同作用为锂离子在正负极之间提供承载渠道，使其移动变得更加稳定,同时，它们的催化效应可以促进电解液的电化学反应放热。
③正极活性材料：主要包括离子晶体、钛酸锂、钴酸锂、锰酸锂、铁锰酸锂、镍钴锰氧化物和锆等离子液体或固态离子液体。
它们可以被用来多次地存储和释放电能，并且在使用期间可以提供良好的循环性能和耐久性。
2. 负极活性材料：金属锂、活性碳和复合材料；①金属锂：金属锂是电池负极的最常用的活性材料之一。
当电池充电时，金属锂会脱去一个电子，形成锂离子，而电池放电时，锂离子会受到正极活性材料的吸引，回到金属锂表面，形成锂金属。
②活性碳：活性碳是一种常用的负极活性材料，它具有广泛的电催化活性，能够快速吸附和释放锂离子。
活性碳也具有可逆电化学反应性，使电池放电时放出更多的电能，从而提高锂离子电池的比能量。
③复合材料：它们是一种混合材料，由活性碳和金属锂组成，以获得良好的整体性性能。
另外，由于复合材料可以形成一种电化学反应界面，既可以提高金属锂的表面反应性，又可以使活性碳充电更为有效。
3. 集流体：聚合物、金属网络和金属板材；①聚合物：聚合物集流体具有良好的电化学稳定性和流动性，能够平均地分布电解液在正负极间，从而保证电池正常运行。
②金属网络：这些网络由很薄的金属膜制成，可以把正负极的活性材料更好地分布开来，使锂离子电池具有很高的效率和安全性。
③金属板材：它由轻金属制成，既可以延长电池使用寿命，又可以把电池内部各层之间牢固地连接起来，以增强电池结构的稳定性。
4. 阻燃剂：用于降低或阻止电解液燃烧；①碳酸钠：它是一种常见的阻燃剂，能有效地抑制电解液燃烧，通过把火花覆盖表面，减缓可燃反应扩散的进程，从而抑制过热。
四大锂电池材料介绍
四大锂电池材料介绍四大锂电池材料分析一、锂电池材料组成正极材料负极材料隔膜电解液锂电池正极材料、负极材料、隔膜、电解液是锂电池最要紧的原材料，占整个材料成本近80%。
二、锂电池材料介绍1．正极材料 1) 正极材料分类及对比正极材料包括钴酸锂〔LCO〕、锰酸锂〔LMO〕、镍钴锰三元材料〔NMC〕、磷酸铁锂〔LFP〕等。
1)正极材料行业现状LCO最早实现商业化应用，技术进展至今差不多比较成熟，并已广泛应用在小型低功率的便携式电子产品上，如手机、笔记本电脑、数码电子产品等。
LCO的国产化差不多接近十年，自2004年以来市场进展专门快，2006年至今年平均增幅25%左右；据了解，目前国内锂电池企业的正极材料国产化近90%，供求关系比较稳固，从行业生命周期看，LCO市场通过近几年的高速进展，立即进入稳固期。
目前，国内LCO生产企业要紧有湖南杉杉、湖南瑞翔、国安盟固利、北京当升等。
LMO要紧作为LCO的替代产品，优点是锰资源丰富，价格廉价，安全性高，但其最大的缺点是容量低，循环性能不佳，这也是限制LMO进展的要紧缘故，目前通过掺杂等方法提高其性能。
LMO应用范畴较广，不仅可用于手机、数码等小型电池，也是目前动力电池要紧选择材料之一，与LFP在动力电池领域形成竞争态势。
国内LMO生产企业包括湖南杉杉、国安盟固利、青岛乾运、深圳源源等。
NMC，即三元材料，融合了LCO和LMO的优点，在小型低功率电池和大功率动力电池上都有应用。
要紧厂家包括深圳天骄、河南思维等。
LFP是被认为最适合用于动力电池的正极材料，具有高稳固性，安全性，现已成为各国、各企业竞相研究的热点。
慧聪邓白氏认为，目前，国内宣称能够生产LFP的企业专门多，全国LFP产能规模近6,000吨，但实际量产数远低于产能数，要紧缘故在于技术性能仍达不到锂电池厂家的要求，同时LFP专利的国际纠纷仍旧阻碍了其在国内的进展。
目前，要紧厂家包括天津斯特兰、北大先行等。
锂离子电池的构造与性能
锂离子电池的构造与性能锂离子电池作为一种高效、环保的能源存储设备，得到了广泛的应用。
本文将从锂离子电池的构造和工作原理入手，详细介绍其性能特点及影响因素。
一、锂离子电池的构造锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜组成。
1.正极材料：锂离子电池的正极材料是电池的关键组成部分，其主要作用是提供锂离子嵌入和脱嵌的场所。
常见的正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍钴锰三元材料（LiNiMnCoO2，简称NMC）等。
2.负极材料：负极材料的主要作用是接收锂离子，以其还原反应的形式储存能量。
常见的负极材料有石墨、硅（Si）、锡（Sn）等。
3.电解质：电解质是锂离子在正负极之间传导的介质，其性质直接影响电池的性能。
常见的电解质有六氟磷酸锂（LiPF6）溶解在碳酸酯类溶剂中，如乙酸乙酯（EC）、二甲亚砜（DMSO）等。
4.隔膜：隔膜是一种特殊的多孔膜，可以将正负极材料分隔开，防止短路，同时允许锂离子通过。
二、锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理主要依赖于锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌过程。
1.充放电过程：在充电过程中，外部电源提供电能，使得正极材料中的锂离子向负极迁移并嵌入负极材料中，同时正极材料中的钴、锰等元素发生氧化反应，储存能量。
放电过程中，负极材料中的锂离子脱嵌，向正极迁移，正极材料中的钴、锰等元素发生还原反应，释放能量。
2.嵌入和脱嵌机制：锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌过程遵循“摇椅式”机制，即锂离子在电场力的作用下，在正负极材料中不断地嵌入和脱嵌。
三、锂离子电池的性能特点1.高能量密度：锂离子电池具有较高的能量密度，单位质量或单位体积的电池可以储存较多的能量，满足便携式电子设备对能量密度的需求。
2.长循环寿命：锂离子电池具有较长的循环寿命，经多次充放电后，电池容量仍能保持较高水平。
3.低自放电率：锂离子电池的自放电率较低，可以在长时间内保持稳定的储存性能。
4.宽工作温度范围：锂离子电池可以在较宽的工作温度范围内稳定工作，满足不同环境下的应用需求。
锂离子电池正极材料标准
锂离子电池正极材料标准锂离子电池是一种常见的充电式电池，广泛应用于移动电子设备、电动汽车、储能系统等领域。
其中正极材料是锂离子电池的重要组成部分，对电池的性能和安全性起着至关重要的作用。
随着科技的进步和应用需求的不断增加，对锂离子电池正极材料的要求也在不断提高。
本文将对锂离子电池正极材料的标准进行详细介绍，包括其定义、分类、特性要求、测试方法等内容，希望能够为相关领域的研究人员和从业者提供参考。
一、标准定义锂离子电池正极材料的标准是指针对锂离子电池正极材料的设计、制造、检验和使用过程中的一系列技术规范和要求。
它是保证锂离子电池正极材料质量的重要依据，也是推动行业科技进步和规范生产经营的重要工具。
通过制定和执行标准，可以有效提高电池的安全性、运行稳定性和能量密度，促进产品的国际贸易和国内自主创新。
二、标准分类1.性能要求标准：包括正极材料的电化学性能、导电性能、机械性能等方面的要求，如循环稳定性、比容量、比能量、循环寿命、安全性能等。
2.检验检测标准：包括正极材料的检测方法、测试设备和程序等方面的要求，如电化学性能测试、热稳定性测试、机械性能测试等。
3.生产工艺标准：包括正极材料的生产工艺流程、原材料选择、生产设备要求、工艺控制等方面的要求，如原材料的选用范围、制备工艺的优化方法、环境保护要求等。
4.标志和包装标准：包括正极材料的标识要求、包装材料和方法、运输储存要求等。
5.应用指南标准：包括正极材料在锂离子电池中的应用指导、使用说明、应用注意事项等。
三、性能要求标准1.电化学性能：包括比容量、比能量、循环稳定性、倍率性能等。
比容量和比能量是指单位重量或单位体积的正极材料能够释放或吸收的电荷量或能量，循环稳定性是指正极材料在充放电循环过程中容量保持率和电压稳定性，倍率性能是指正极材料在不同充放电倍率条件下的电化学性能表现。
2.密度性能：包括理论容量密度、体积能量密度等。
理论容量密度是指正极材料单位重量可放电或充电的最大电量，体积能量密度是指正极材料单位体积可放电或充电的最大电量。
锂离子电池正极相关材料
锂离子电池正极相关材料锂离子电池是一种高效、环保、高性能的电池，广泛应用于电子产品、汽车等领域。
而锂离子电池的正极材料是决定其存储电能和输出电能大小、寿命、稳定性等关键因素之一。
本文将介绍锂离子电池正极相关的材料，包括基础材料、改性材料和最新的材料研究进展。
一、基础材料1.氧化物类材料氧化物类材料是最常用的锂离子电池正极材料。
其中，钴酸锂（LiCoO2）是应用最广泛的材料之一，因其具有高容量、高电压、良好的循环寿命等特点，适用于长续航能量密集型电池，如移动电话、笔记本电脑等。
但钴酸锂存在的缺点是成本高昂，而且稀有度极高。
另外，锰酸锂、镍酸锂等也是常用的氧化物类正极材料，其价格较低，但容量和寿命均不如钴酸锂。
2.磷酸铁锂（LiFePO4）磷酸铁锂也是一种常见的锂离子电池正极材料，因其具有安全、长循环寿命和低成本等特点而备受青睐，广泛应用于新能源汽车等领域。
但其容量相对较低，而且最高充电电压限制也不如其他氧化物类材料，影响了其在高功率和能量密集型应用中的应用。
二、改性材料1.表面镀层为了改善氧化物类正极材料中的缺陷，提高电池性能，研究人员进行了一些表面镀层的研究。
针对钴酸锂材料，研究人员通过镀层提高其循环寿命和安全性。
例如，磷酸根镀层具有抑制正极材料与电解液反应、提高安全性、延长循环寿命的作用。
2.掺杂元素掺杂元素也是改善锂离子电池正极材料性能的一种有效方法。
例如，利用镍、钴、铝、镁等掺杂元素可提高氧化物类正极材料的电导率、减小材料的晶格结构畸变和提高安全性。
研究表明，掺杂氧化镍可以提高锰酸锂的容量和稳定性，掺杂铝可以提高钴酸锂的容量和减缓容量衰减。
三、最新研究进展1.铁磷酸盐类材料随着电动汽车、家庭电站等市场的快速增长，对高能量密度、长寿命和低成本的电池需求也日益增加，而铁磷酸盐类材料便成为了研究热点。
目前，铁磷酸盐类材料已取代钴酸锂和磷酸铁锂等传统材料成为最有潜力的候选材料之一。
铁磷酸盐类材料具有低成本、高安全性、高导电性和克服钴酸锂和磷酸铁锂等传统材料存在的缺点等优势。
锂离子电池正极组成
锂离子电池正极组成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锂离子电池正极是锂离子电池中的一个重要部分，它决定了电池的性能和性能。
正极材料的选择和制备对电池的性能有重要影响。
正极由锂离子导体、锂离子源和电导体等组成。
主要材料有锂金属氧化物、锂镍锰氧化物、锂铁磷酸盐、锂钴氧化物等。
锂离子电池正极的主要组成是锂离子导体。
锂离子导体的选择对电池的性能和循环寿命有重要影响。
目前常用的锂离子导体有氧化锂、磷酸盐、辉石、钛酸锂等。
氧化锂是一种高性能、低成本的锂离子导体材料，其具有良好的稳定性和导电性能，是目前锂离子电池正极材料中使用最广泛的一种。
磷酸盐是另一种常用的锂离子导体材料，其具有较高的结构稳定性，循环寿命长，但导电性能相对较差。
辉石和钛酸锂等锂离子导体材料在电池中也有广泛应用，具有优异的电化学性能和稳定性。
锂离子电池正极的组成包括锂离子导体、锂离子源和电导体三部分。
正极材料的选择对电池的性能和循环寿命有重要的影响。
未来，随着材料科学和电化学技术的不断发展，锂离子电池正极材料的研究和开发将更加广泛和深入，为电池的性能提升和应用拓展提供更多可能。
【本文2000字】.第二篇示例：锂离子电池是一种在现代电子设备中广泛使用的高性能电池，它具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，因此在手机、平板电脑、电动汽车等领域得到了广泛应用。
而锂离子电池的正极作为其重要组成部分，起着储存和释放锂离子的关键作用。
本文将从锂离子电池正极的组成以及相关材料的特性和优缺点等方面展开讨论。
我们来看一下锂离子电池正极的基本组成。
锂离子电池正极主要由正极活性物质、导电剂、粘合剂和集流体等几个关键部分组成。
正极活性物质是最重要的部分，它是实现锂离子储存和释放的关键。
正极活性物质一般采用金属氧化物或磷酸盐等化合物，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。
导电剂则起着传递电子的作用，通常采用碳黑或导电聚合物等材料。
粘合剂主要用于固定正极活性物质和导电剂，以及将它们粘合在集流体上。
电池 正极 三元材料
电池正极三元材料1. 引言电池是一种能够将化学能转换为电能的装置。
在现代社会中，电池广泛应用于各个领域，如移动通信、电动汽车、储能等。
而电池的性能和稳定性很大程度上取决于其正极材料。
本文将重点介绍电池正极材料中的三元材料。
2. 电池正极材料概述电池正极材料是指位于电池内部的一个重要组成部分，它负责接收并储存负极（阴极）释放出的电子，并与正极活性物质发生反应，从而产生电流。
目前，常见的电池正极材料主要包括锂离子电池、镍氢电池和锂硫电池等。
3. 锂离子电池正极三元材料锂离子电池是目前应用最广泛的一种可充电蓄能装置，其正极三元材料主要由锂镍钴锰酸（LiNiCoMnO2）组成。
3.1 锂镍钴锰酸（NMC）锂镍钴锰酸是一种属于锂离子电池正极材料的三元材料。
它具有较高的比能量、较高的放电平台和较好的循环性能。
由于其优异的性能，NMC广泛应用于电动汽车和便携式电子设备中。
3.2 锂铁磷酸（LFP）锂铁磷酸是另一种常见的锂离子电池正极三元材料。
相比于NMC，LFP具有更高的安全性和更长的循环寿命，但其比能量相对较低。
LFP主要应用于对安全性要求较高的领域，如电动汽车。
4. 镍氢电池正极三元材料镍氢电池是另一种重要的可充电蓄能装置，其正极三元材料主要由镍氢化物（NiMH）组成。
4.1 镍氢化物（NiMH）镍氢化物是一种由镍和氢组成的合金，它具有较高的放电平台、良好的循环寿命和较低的成本。
NiMH广泛应用于便携式电子设备和混合动力汽车等领域。
5. 锂硫电池正极三元材料锂硫电池是一种新型的高能量密度蓄能装置，其正极三元材料主要由硫化物（S）和导电剂组成。
5.1 硫化物（S）硫化物是一种具有较高比能量的材料，因此被广泛研究用于锂硫电池的正极。
然而，锂硫电池目前仍面临着循环寿命短、容量衰减快等问题，需要进一步的研究和改进。
6. 结论电池正极三元材料在现代社会中起着至关重要的作用。
锂离子电池正极材料中的NMC和LFP以及镍氢电池正极材料中的NiMH都具有各自的优势和应用领域。
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锂离子电池具有工作电压高、无记忆效应、环境友好等优点，已经成为21世纪绿色电池的首选。
锂离子电池的关键材料之一是正极材料，目前商品化锂离子电池的正极材料主要是LiCoO2，但存在成本高、实际比容量偏低、抗过充电性能差、安全性能不佳等问题，严重阻碍了锂离子电池的进一步发展，限制了它在更广领域的应用，迫切需要研究者开发出成本低、性能优良、安全性高的锂离子电池正极材料以满足电动汽车等新兴行业的需求。
锂离子电池是绿色环保电池，是二次电池中的佼佼者。
与镍镉电池(Cd．Ni)和镍氢电池(Ni．H)相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电率低等显著优点，且没有Cd-Ni电池中镉的环境污染问题。
锂离子电池的上述特点，使其可以向小型化方向发展，因而适合于小型便携式电器电源，如移动电话、笔记本电脑、照相机等。
这些电器与人们的商务活动和日常生活紧密相连，使用的群体广，新旧换代快。
锂离子电池还可以用于电动工具和电动车电源替代Cd．Ni电池和铅酸电池，一方面Cd-Ni电池和铅酸电池的原材料上涨，成本提高，发展受限，我国出口退税政策调整；另一方面欧盟在2005和2006年相继出台了两项与化学品相关的RollS和REACH法令，前者限制了铅、镉等6种化学元素的使用，后者则规定上万种化学药品要重新注册。
所以这为锂离子电池行业发展带来了新的机遇【l】。
此外，锂离子电池也是航空航天和军事等领域要求空间上移动使用的新一代清洁安全能源，以及作为家庭和交通照明、备用电源、储能电站等时间上移动使用的储能调峰电源。
因此锂离子电池有非常广阔的应用范围。
1．2锂离子电池发展简况锂离子电池的发展可以追迥到锂二次电池，锂二次电池的研究最早始于20世纪60--70年代的石油危机，当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系，但锂在充放电过程中由于电极表面的凹凸不平，导致表面电位分布不均匀，造成了锂的不均匀沉积。
这种不均匀沉积导致锂在一些部位沉积过快，产生锂枝晶，当锂枝晶发展到一定程度时，一方面会发生折断，造成锂的不可逆损失；另一方面锂枝晶的产生会刺穿电池的隔膜，将正极与负极连接起来，引起短路，产生大电流进而生成大量的热，引起电池着火甚至爆炸，从而引发严重的安全问题，因此这种电池未能实现商品化【2】。
锂二次电池的突破性发展源于Armand 的“摇椅电池(Rocking chair batteries)”的构想，即采用低插锂电势的嵌锂化合物代替会属锂为负极，与高插锂电势的嵌锂化合物组成二次锂离子电池。
Scrosati等【3】以LiWO2或Li6FeO3为负极，以TiS2、WO3、NbS2或V2O5为正极组装成二次电池。
1987年，Aubom等【4】装配了以MoO2或WO2为负极，LiCoO2为正极的“摇椅式”电池。
与金属锂为负极的二次锂电池相比，这些电池的安全性能和循坏性能大大提高。
但由于MoO2和WO2等负极材料的嵌锂电位较高(07～2.0 V vs Li+/Li)，因此未能得到实际应用。
1990年日本Sony能源技术公司首先推出实用型锂离子电池。
该电池既克服了二次锂电池循环寿命短、安全性差的缺点，又较好地保持了二次锂电池高电压、高比能量的优点。
由此，二次锂离子电池在全世界范围内掀起了研究开发热潮，并取得了巨大的进展净。
锂离子电池的关键材料之一是正极材料，所以锂离子电池对正极材料的要求也很高。
从上世纪70年代开发锂电池起，经过30多年的研究，多种嵌锂化合物可作为锂离子电池的正极材料。
然而作为理想的锂离子正极材料，应具备以下性能：(1)金属离子在嵌入含锂化合物时应具有较高的氧化还原电位，从而使电池的输出电压较高。
(2)含锂嵌入化合物应允许大量的锂能进行可逆的嵌入和脱出，得到高的电容量。
(3)在进行锂的嵌入和脱出过程中，主体材料的结构没有或很少发生变化，以确保电极具有良好的可逆性，氧化还原电位随着锂含量的变化应比较小，从而使得电池的输出电压不会发生明显的变化。
(4)含锂嵌入化合物应具有较好的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化，能够大电流充放电。
(5)含锂嵌入化合物在较高的电压范围内应具有良好的化学稳定性，不溶于电解液，也不与电解质等发生化学反应。
(6)锂离子在含锂嵌入化合物中的化学扩散系数应尽可能的大，以确保良好的电化学动力学特性。
(7)从商品化的角度而言，含锂嵌入化合物还要有来源广泛、价格低廉、对环境友好等特点。
1．6 正极材料的发展现状锂离子电池正极材料中的活性物质大多数是含锂的过渡金属氧化物。
目前，对正极材料的研究主要集中在钻酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。
LiCoO2有3种物相，即层状结构相、尖晶石型结构相和岩盐结构相。
目前在锂离子电池中应用最多的是层状钻酸锂，为二维层状结构【9】。
钴酸锂是最早发现也是目前研究的最深入的锂离子电池正极材料，理论容量为273mAh／g，具有工作电压高、充放电平稳、比能量高、循环性能好的特点。
但其实际容量只有理论容量的一半，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。
同时，由于钴资源匮乏，价格高，并且具有毒性，因此在很大程度上限制了其使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。
LiNiO2与LiCoO2结构相似【l 0】，理论容量为274mAh／g，实际容量已达到180-200mAh／g，而且价格便宜，储量多，自放电率低，对环境无污染。
但也存在着一些缺点，如难以合成计量比产物，循环容量衰退较快，热稳定性差等，这与化学计量比的镍酸锂难以合成有关【l1】，也是目前镍酸锂还没有在商业锂离子电池中得到广泛应用的主要原因。
由于锰资源丰富，价格低廉，无毒无污染，被视为具有发展潜力的锂离子电池正极材料。
锰的氧化物存在尖晶石型的LiMn2O4和层状LiMnO2两种类型。
尖晶石型的LiMn2O4理论容量为148mAh／g，而实际放电容量为120mAh／g，具有安全性好，容易合成等优点，是目前研究较多的锂离子电池正极材料之一。
但LiMn2O4在充放电过程中容易发生结构畸变，造成容量迅速衰减，特别是在较高温度的使用条件下，容量衰减更加突出。
这主要是由于深度放电时存在John．Teller畸变，高电位时电解液分解和Mn3+以歧化反应从活性材料表面溶解。
层状LiMnO2材料的理论容量为286mAh／g，目前实际容量为140—200mAh／g。
但在电池循环过程中会转变成尖晶石结构而导致较大的能量衰减，制备也比较困难。
近几年，国内外对LiFePO4进行了广泛研究，其理论比容量为170mAh／g，原料来源广泛，价格低廉，无毒性，环境兼容性好，用做正极材料时热稳定性好、循环性能优良、安全性好，适用于电动车等所需的大型移动电源，被认为是较理想的新一代锂离子电池正极材料【12】。
但它存在两个大的缺陷：(1)电子导电性很小，不利于可逆充放电；(2)锂离子在其中的扩散慢，不利于高倍率放电。
为了提高其导电性能，一般对磷酸铁锂进行碳包覆【13】。
另外还有些研究通过掺杂Mn，Mg，A1，Ti，Zr，Nb，W等【14．】改善其性能。
目前，对于正极材料的研究多集中在对材料进行掺杂和包覆、改进制备方法以改善正极材料的性能。
发展高性能锂离子电池的关键技术之一是正极材料的开发目前正极材料研究的热点主要集中在层状化合物如LiCoO2和LiNi O2，尖晶石结构化合物如LiMn2O4和橄榄石结构化合物如LiFePO4。
1．4层状LiCoO2正极材料早在1 958年Johnston等【16】就测定出LiCoO2具有NaFeO2型层状结构。
而将其作为锂离子电池正极材料使用却是在1980年Mizushima等[7]提出的，后来由Sony公司实现了商业化。
由于LiCoO2具有放电电压平台高、放电平稳、循环性能好、比能量高等优点，且生产工艺简单，所以率先占领了市场，到目前为止，LiCoO2仍是应用最广泛的锂离子电池正极材料。
1．4．1层状LiCoO2的结构和性能LiCoO2属于六方晶系，呈α-NaFeO2型层状结构。
在理想的层状LiCoO2结构中，“Li+和Co3+”各自位于氧立方紧密堆积层中交替的八面体3a和3b位置，晶胞参数为a=2．8162 A，c=14．081 A。
由于锂离子在键合强的CoO2层间进行二维运动，锂离子电导率高，扩散系数为10-9—．。
10-7cm2·s-1．。
1992年Dahn首次利用原位XRD方法(Zn situ X-ray difflaction)研究电极材料在充电过程中结构的变化，文献指出LiCoO2 (x>0．75)在充电过程中，随着锂离子的脱出，相邻O原子层间的静电斥力作用增强而导致C轴膨胀，层板间距不断扩张，在x=0．4时达到最大并保持稳定，当进一步脱锂到x<0．4后导致结构不稳定而发生层板塌陷【18】。
1．4.2层状LiCoO2的合成方法层状LiC002的制备方法一般有固相合成法和软化学合成法两大类。
固相合成法就是以固体反应物为原料，混合均匀后在加热的条件下将反应物原料在一定的温度下恒温一段时间，就能得到产物，这也称为陶瓷法，是目前商业化生产所采用的方法。
而软化学合成法又可以分为溶胶．凝胶法、喷雾干燥法、水热法[19-23]。
传统的高温固相合成法制备LiCoO2是以锂和钴的碳酸盐、硝酸盐、氧化物或氢氧化物等作为锂源和钻源【21-25】，其中研究最多，应用最广泛的还是以碳酸盐为原料合成LiCoO2。
固相反应首先是通过颗粒问的接触点或面进行，随后是反应物通过产物层进行扩散迁移，使反应得以继续，参与反应的固相物质相互接触是反应物问发生化学作用和物质输送的先决条件，固相反应一般是由相界面的化学反应和固相内的物质迁移两个过程组成。
高温固相合成法工艺简单，利于工业化生产，但这类方法存在以下缺点：(1)粉体原料需要长时间的研磨混合，且混合均匀程度有限；(2)需要在高温下反应较长时间；(3)产品在组成、结构、粒度分布等方面存在较大的差异；(4)材料电化学性能不易控制。
针对传统高温固相法存在的缺点，人们又采用一系列的软化学法制备LiCoO2，应用较多的是溶胶．凝胶法，就是将有机或无机化合物经过溶解、溶胶、凝胶等过程使得金属离子均匀地分布在高分子链上，然后热处理制备固体氧化物的方法。
一般是先将钴盐溶解，然后用LiOH和氨水逐渐调节pH值，形成凝胶。
为了更好地控制粒子大小及结构的均匀性，加入有机酸如草酸、酒石酸、丙烯酸、柠檬酸、聚丙烯酸等作为载体[26,27]。
这不仅保证粒子大小在纳M级范围，而且使锂和钴在原子级水平发生均匀混合，在较低的合成温度下就可以得到结晶性好的LiC002，同时也不像固相反应那样需要长时间加热。
反应产物无论在可逆容量还是循环性能上都要好于固相反应得到的产物，可逆比容量达150 mAh·g-1以上，在l0次循环后其放电比容量还有140mAh·g-1以上【28】。