锂离子电池有哪些正极材料？

锂离子电池正极材料

1.钴酸锂

作为正极材料，被应用的时间最早，并且直至目前仍然属于消费电子产品中居于主流的正极材料。钴酸锂与其他正极材料相比较能够看出，其工作过程中电压较高，充电或者放电时电压运行较为平稳，能够符合大电流的要求，具有较强的循环性能，电导效率较高，材料以及电池等工艺较为稳定。

但是其也存在许多缺点，例如资源较为短缺，价格较贵，钴含有毒性，使用时具有一定的危险，并且会对环境产生不良影响。尤其是其安全性不能得到切实的保障，这将成为制约其广泛发展的重要因素。

在对其进行的研究中，以Al3+、Mg2+、Ni2+等金属阳离子掺杂最为广泛，随着科研的不断推进，目前采用Al3+与Mg2+等金属阳离子掺杂形式更是已开始投入使用。

在钴酸锂的制备方面，主要包括两种方法，即固相合成法以及液相合成法。在工业中普遍使用的是高温固相合成法，它主要利用锂盐，例如Li2CO3或LiOH等，与钴盐如CoCO3等，按照1:1的比例进行融合，并且在600℃至900℃高温的状态下进行煅烧而形成。目前市场中对钴酸锂材料的应用主要为二次电池市场当中，并且也成为小型高密度锂离子电池材料的最佳选择。

2.三元正极材料

具有较为显著的三元协同效应，其与钴酸锂相比较能够看出，在热稳定性方面存在较大的优势，并且生产成本较为低廉，能够成为钴酸锂最佳代替材料。但是其密度较低、循环性能方面也有待提高。对此，可以采用改进合成工艺以及离子掺杂等进行调整。

三元材料主要应用于钢壳、铝壳等圆柱形锂离子电池当中，但在软包电池中由于受到膨胀因素影响，使其的应用受到较大限制。在未来的应用中，其发展方向主要有两个方面：第一，向着高锰方向，主要在蓝牙、手机等小型便携式设备方面发展。第二，向着高镍方向，主要在电动自行车、电动汽车等对能量密度需求较高的领域中进行应用。

3.磷酸亚铁锂

在充电和放电方面具有良好的循环性能以及热稳定性，在使用过程中具有较强的安全保障，并且该材料绿色环保，不会对环境造成严重的损害，同时价格也较为低廉，被我国电池工业认为是进行大型电池模块生产的最佳材料。目前的主要应用领域有：电动汽车、便携式移动充电电源等，在未来发展中将会朝着储能电源、便携式电源方向深入发展。

4.锰酸锂

在应用中具有较强的安全性以及抗过充性，由于我国锰资源较为丰富，因此价格较为低廉，对环境的污染较小，无毒无害，工业制备操作较为简便。但是其在充电或者放电过程中，由于尖晶石结构不稳定，容易产生Jahn-Teller效应，再加上高温状态下锰的溶解，容易缩减电池容量，因此其应用也受到了较大的限制。

目前，锰酸锂的应用范围主要是小型电池，例如手机、数码产品等，在动力电池方面与磷酸铁锂能够互为替代，因此产生了强烈的竞争，其发展方向将会向着高能量、高密度、低成本的趋势发展