鋰離子電池正極材料

1.鈷酸鋰

作為正極材料，被應用的時間最早，并且直至目前仍然屬于消費電子產(chǎn)品中居于主流的正極材料。鈷酸鋰與其他正極材料相比較能夠看出，其工作過程中電壓較高，充電或者放電時電壓運行較為平穩(wěn)，能夠符合大電流的要求，具有較強的循環(huán)性能，電導效率較高，材料以及電池等工藝較為穩(wěn)定。

但是其也存在許多缺點，例如資源較為短缺，價格較貴，鈷含有毒性，使用時具有一定的危險，并且會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。尤其是其安全性不能得到切實的保障，這將成為制約其廣泛發(fā)展的重要因素。

在對其進行的研究中，以Al3+、Mg2+、Ni2+等金屬陽離子摻雜最為廣泛，隨著科研的不斷推進，目前采用Al3+與Mg2+等金屬陽離子摻雜形式更是已開始投入使用。

在鈷酸鋰的制備方面，主要包括兩種方法，即固相合成法以及液相合成法。在工業(yè)中普遍使用的是高溫固相合成法，它主要利用鋰鹽，例如Li2CO3或LiOH等，與鈷鹽如CoCO3等，按照1:1的比例進行融合，并且在600℃至900℃高溫的狀態(tài)下進行煅燒而形成。目前市場中對鈷酸鋰材料的應用主要為二次電池市場當中，并且也成為小型高密度鋰離子電池材料的最佳選擇。

2.三元正極材料

具有較為顯著的三元協(xié)同效應，其與鈷酸鋰相比較能夠看出，在熱穩(wěn)定性方面存在較大的優(yōu)勢，并且生產(chǎn)成本較為低廉，能夠成為鈷酸鋰最佳代替材料。但是其密度較低、循環(huán)性能方面也有待提高。對此，可以采用改進合成工藝以及離子摻雜等進行調(diào)整。

三元材料主要應用于鋼殼、鋁殼等圓柱形鋰離子電池當中，但在軟包電池中由于受到膨脹因素影響，使其的應用受到較大限制。在未來的應用中，其發(fā)展方向主要有兩個方面：第一，向著高錳方向，主要在藍牙、手機等小型便攜式設(shè)備方面發(fā)展。第二，向著高鎳方向，主要在電動自行車、電動汽車等對能量密度需求較高的領(lǐng)域中進行應用。

3.磷酸亞鐵鋰

在充電和放電方面具有良好的循環(huán)性能以及熱穩(wěn)定性，在使用過程中具有較強的安全保障，并且該材料綠色環(huán)保，不會對環(huán)境造成嚴重的損害，同時價格也較為低廉，被我國電池工業(yè)認為是進行大型電池模塊生產(chǎn)的最佳材料。目前的主要應用領(lǐng)域有：電動汽車、便攜式移動充電電源等，在未來發(fā)展中將會朝著儲能電源、便攜式電源方向深入發(fā)展。

4.錳酸鋰

在應用中具有較強的安全性以及抗過充性，由于我國錳資源較為豐富，因此價格較為低廉，對環(huán)境的污染較小，無毒無害，工業(yè)制備操作較為簡便。但是其在充電或者放電過程中，由于尖晶石結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生Jahn-Teller效應，再加上高溫狀態(tài)下錳的溶解，容易縮減電池容量，因此其應用也受到了較大的限制。

目前，錳酸鋰的應用范圍主要是小型電池，例如手機、數(shù)碼產(chǎn)品等，在動力電池方面與磷酸鐵鋰能夠互為替代，因此產(chǎn)生了強烈的競爭，其發(fā)展方向?qū)蛑吣芰?、高密度、低成本的趨勢發(fā)展