锂电池正极材料包括哪些?

锂电池由正极、负极、电解质、电解质盐、胶粘剂、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、绝缘材料、安全阀、正温度系数端子(PTC端子)、负极集流体、正极集流体、导电剂、电池壳等部件组成，众所周知，正极材料是锂电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂电池的各项性能指标，既然如此，那锂电池正极材料包括哪些呢?

锂电池正极材料包括哪些?

锂电池的正极材料是含锂的过渡金属氧化物、磷化物如LiCoO2、LiFePO4等，导电聚合物如聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩、活性聚硫化合物等;嵌锂化合物正极材料是锂电池的重要组成部分。正极材料在锂电池中占有较大比例，因此正极材料的性能将很大程度地影响电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低，这使得我们更加有必要了解一下锂电池正极材料有哪些?

1、钴酸锂(LiCoO2)正极材料

LiCoO2具有三种物相，即a-NaFeO2型层状结构的LiCoO2、尖晶石结构的LT-LiCoO2和岩盐相LiCoO2。层状LiCoO2氧原子采用畸变立方密堆积序列，钴和锂分别占据立方密堆积中的八面体(3a)和(3b)位置;尖晶石结构的LiCoO2中氧原子为理想立方密堆积排列，锂层中含有25%的的钴原子，钴层中含有25%锂原子;岩盐相晶格中Li+和Co3+随机排列，无法清晰地分辨出锂层和钴层。

目前在锂离子电池中应用较多的是层状结构的LiCoO2，其具有工作电压高、充放电电压平稳，适合大电流充放电，比能量高、循环性能好等优点，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，其理论容量为274mAh·g-1，实际比容量为140 mAh·g-1左右。由于其具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势，所以是最先实现商品化的正极材料。

2、LiNiO2正极材料

理想LiNiO2晶体具有与LiCoO2类似的a-NaFeO2型层状结构。LiNiO2的理论容量为275mAh/g，实际容量已达190-210 mAh/g。与LiCoO2相比，LiNiO2具有价格和储量上的优势。但LiNiO2在实际的生产和应用中还存在较多问题，为此，人们对LiNiO2的合成方法及掺杂改性方面进行了大量的研究。

LiNiO2存在的合成困难、结构相变和热稳定性差等缺点，其根源都与LiNiO2的内在结构有关。对LiNiO2进行元素掺杂以改善其结构，是提高LiNiO2比容量、改善循环性能以及稳定性的有效手段。

3、Li-Mn-O系正极材料

由于锰资源丰富、价格低廉、无毒无污染，被视为最具发展潜力的锂离子电池正极材料。Li-Mn-O系正极材料存在尖晶石型LiMn2O4和层状LiMnO2两种类型。

尖晶石型LiMn2O4具有安全性好、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，特别是在较高温度的使用条件下，容量衰减更加突出。

4、LiFePO4正极材料

LiFePO4正极材料是一类新型的锂离子电池用正极材料。由于铁资源丰富、价格低廉并且无毒，因此LiFePO4是一种具有良好发展前景的锂离子电池正极材料。LiFePO4具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性使其特别适用于动力电池。它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，成为各国竞相研究的热点。

5、导电高聚物正极材料

锂离子电池中，除了可以用金属氧化物作为其正极材料外，导电聚合物也可以用作锂离子电池正极材料。

目前研究的锂离子电池聚合物正极材料有：聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩等，它们通过阴离子的搀杂、脱搀杂而实现电化学过程。但这些导电聚合物的体积容量密度一般较低，另外反应体系中要求电解液体积大，因此难以获得高能量密度。

DMcT作为锂离子电池的正极材料，在比能量方面有着优势，但其在室温下的电化学氧化还原的速度较慢，所以不能满足电池的大电流放电的要求。