目前，能滿足以上要求的材料根據(jù)其結構特點 主 要 分 為 三 種 ， 即 層 狀 結 構 材 料 LiMO2（M=Co、Ni、Mn）；具有尖晶石結構的錳酸鋰材料（LiMn2O4）；具有橄欖石結構的LiMPO4（M=Fe、Mn、Co、Ni）。近年來，一些新型結構的材料也受到了越來越多的關注，如硅酸鹽，硼酸鹽以及橄欖石結構的派生物—Tavorite化合物。

 

一、層狀結構正極材料

    目前,在商業(yè)化的鋰離子電池正極材料中，LiCoO2一直居于主體地位。LiCoO2具有α-NaFeO2型二維層狀結構，非常適合鋰離子的嵌脫，具有電壓高、放電平穩(wěn)、比能量高、循環(huán)性能好、制備工藝簡單等優(yōu)點，能夠適應大電流充放電。其理論容量為274 mAh/g，為了使其保持良好的循環(huán)穩(wěn)定性，實際容量控制為140 mAh/g。但是，LiCoO2材料作為正極，存在著電池容量衰減較大、抗過充性差、熱穩(wěn)定性差等問題，為了克服LiCoO2材料這些缺陷，常采用摻雜改性、包覆等方式提高其穩(wěn)定性。層 狀 LiMnO2的 理 論 容 量 較 高 ， 為 285mAh/g，具有能量密度高、無毒及低成本等優(yōu)點。但是，在充放電過程中，由于Jahn-Teller效應，其結構會發(fā)生改變，導致材料粉化，可逆容量 迅 速 衰 減 。 為 了 制 備 穩(wěn) 定 層 狀 結 構 的LiMnO2，可以在Mn-O層上引入其它過渡金屬元素，與Mn形成復合金屬氧化物，增強材料層狀結構的穩(wěn)定性。文獻報道，向層狀LiMnO2中摻入Al 、Cr 、Co、Ni 等可以穩(wěn)定材料層狀結構的元素，能夠顯著改善其電化學性能

。

 

二、 尖晶石結構正極材料

    尖晶石LiMn2O4具有耐過充性能好、熱穩(wěn)定性高、資源豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點，被認為是最有前途的鋰離子電池正極材料。但其存在著高溫循環(huán)性能差的缺陷，因此，對尖晶石LiMn2O4的改性研究一直是該類材料研究熱點。以Mn3O4作為合成前驅體，在800℃下反應，可得到電化學性能優(yōu)越的純相尖晶石LiMn2O4微米球；有研究發(fā)現(xiàn)，與純LiMn

2O4相比較，表面包覆有YPO4的LiMn2O4表現(xiàn)出了更好的循環(huán)性能，這是因為YPO4隔絕了正極活性材料與電解液直接接觸，阻止了Mn3+的溶解，還抑制了電池阻抗增長，因而進一步提高了電極的熱穩(wěn)定性。

 

三、 橄欖石結構正極材料

    LiFePO4具有循環(huán)穩(wěn)定性好、高安全性、和綠色友好等優(yōu)點，一直是動力鋰離子電池領域的研究熱點。LiFePO4具有規(guī)整的橄欖石結構，屬正 交 晶 系 ， Pmnb 空 間 群 ， 晶 胞 參 數(shù) 為a=0.469nm，b=1.033nm，c=0.601nm。目前，可采用固相法、共沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱/溶劑熱法、微波法和碳熱還原法等多種方法合成LiFePO4。由于LiFePO4的電子電導率和離子電導率均較低，材料的整體電化學性能較差，在實際應用中嚴重受限。目前可通過包覆、摻雜或將材料納米化來加以改善。Fan等通過碳熱還原法制 備 了 LiFePO4/C (LFPC) 和 LiFe1-2xTixPO4/C(LFTPC)，碳包覆和Ti 摻雜的LFTPC電導率可達~10-4S/cm ； 用 不 同 比 率 的 TiO2摻 雜LiFePO4(LFP)， 得到LFTPC的晶體結構很穩(wěn)定，與LFP相比具有更小的粒徑；在不同Ti摻雜率的LFTPC中，摻雜率為 2%的LFTPC具有最好的倍率性能和循環(huán)性能。

可以看出，與層狀結構和尖晶石結構材料相比，橄欖石結構材料及其派生物具有較低的能量密度，所以對于高能量密度的鋰離子電池正極材料而言，當前的研究熱點傾向于層狀結構和尖晶石結構材料的研究；但是因為具有高安全性的突出優(yōu)點，橄欖石結構材料一直是動力電池的重要研究方向之一。