鋰離子電池正極材料的要求

鋰離子電池的重要部件有正極、負極、電解液、隔膜等，鋰離子能量的存儲和釋放是以電極材料的氧化還原反應形式實現(xiàn)的，正極活性物質(zhì)是鋰離子電池最為關(guān)鍵的核心材料。

一般而言，正極材料的關(guān)鍵性能指標有：化學成分、晶體結(jié)構(gòu)、粒度分布、振實密度、比表面積、pH值、首次放電比容量、首次充放電效率、循環(huán)壽命等。

在鋰離子電池正極材料的研究方面，美國學者鋰離子電池之父GOODENOUGH教授作出了巨大貢獻：1980年在英國牛津大學就職期間發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰可用作鋰電正極，次年他在LCO專利中提及鎳酸鋰作為正極材料的可行性；1983年，首次嘗試將錳酸鋰作為正極材料用于鋰離子電池；1997年，他又開發(fā)出橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料磷酸鐵鋰。此外，為了解決鎳酸鋰性能不穩(wěn)定問題，加拿大的DAHN教授和日本小槻勉教授進行了大量的摻雜改性研究；1997年，日本戶田公司率先申請了最早的鎳鈷鋁酸鋰專利；1999年，新加坡大學的劉昭林、余愛水等人在鎳鈷酸鋰基礎上引入Mn改性，最早報導了鎳鈷錳酸鋰。

正極是電池的核心部件，其優(yōu)劣直接影響電池性能。一般而言對正極活性物質(zhì)有如下要求：1、允許大量Li+嵌入脫出(比容量大)；2、具有較高的氧化還原電位(電壓高)；3、嵌入脫出可逆性好，結(jié)構(gòu)變化小(循環(huán)壽命長)；4、鋰離子擴散系數(shù)和電子導電性高(低溫、倍率特性好)；5、化學/熱穩(wěn)定性高，與電解液相容性好(安全性好)；6、資源豐富，環(huán)境友好，價格便宜(成本低、環(huán)保)。