锂离子电池正极材料研究
钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用研究进展
钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用研究进展随着电动汽车和可再生能源领域的快速发展，锂离子电池作为重要的能量存储设备，扮演着极其重要的角色。
作为锂离子电池的核心部件之一，正极材料具有决定电池性能的关键作用。
在正极材料中，钴酸锂作为一种重要的材料，一直以来都受到了广泛的关注和研究。
本文将综述钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用研究进展。
1. 钴酸锂正极材料简介钴酸锂（LiCoO2）是一种典型的层状结构正极材料，具有很高的比能量、较高的电压平台和良好的循环稳定性。
这些特性使得钴酸锂成为锂离子电池中最常用的正极材料之一。
然而，钴酸锂也存在一些问题，如价格昂贵、可用资源有限和热稳定性较差等。
因此，研究人员一直在努力改进钴酸锂材料，以提高其性能和应用范围。
2. 钴酸锂正极材料的改进为了克服钴酸锂正极材料存在的问题，研究人员进行了大量的改进措施。
其中之一是通过合成纳米结构来改善材料的性能。
纳米结构的钴酸锂材料具有较大的比表面积和短离子扩散路径，从而提高了锂离子的嵌入/脱嵌速率。
此外，还开展了钴酸锂与其他正极材料的复合研究，以提高材料的综合性能。
例如，钴酸锂与锰酸锂、铁酸锂等材料的复合，不仅扩展了材料的电压平台，还提高了比容量和循环寿命。
3. 钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用随着技术的发展，钴酸锂正极材料在锂离子电池中的应用也在不断拓展。
目前，钴酸锂正极材料主要应用于移动电源、电动汽车和储能系统等领域。
在移动电源中，钴酸锂材料具有高能量密度和容量较大的优势，能够满足人们对电池寿命和续航能力的要求。
而在电动汽车领域，钴酸锂材料能够提供高的功率和高的能量密度，从而实现长时间连续驾驶。
此外，由于钴酸锂材料具有较高的电压平台和良好的循环稳定性，它也逐渐用于储能系统，为可再生能源的存储和利用提供支持。
4. 钴酸锂正极材料的挑战和未来发展尽管钴酸锂材料具有许多优点，但也面临一些挑战。
首先，钴酸锂资源有限，价格昂贵，受到供需压力的制约。
稀土掺杂锂离子电池正极材料的研究
稀土掺杂锂离子电池正极材料的研究随着新能源汽车的发展，锂离子电池作为其主要能源储备装备具有重要的应用前景。
而正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，正极材料的性能不仅关系到电池容量和充放电倍率，更关系到电池的安全性能和使用寿命。
目前，稀土掺杂已成为锂离子电池正极材料研究的热点。
本文将从“锂离子电池正极材料”、“稀土掺杂”、“掺杂改变材料性能”、“应用前景”四个方面进行论述。
一、锂离子电池正极材料锂离子电池正极材料的主要作用是存储并释放锂离子，在电池充放电过程中承担电子储存和传输的作用。
同时，正极材料还直接关系到电池的功率性能和安全性能。
锂离子电池正极材料主要分为氧化物类和磷酸盐类两大类。
目前，锂离子电池中应用较广泛的正极材料主要有三种：钴酸锂、锰酸锂和三元材料。
其中，钴酸锂的能量密度较高，但材料价格较昂贵，同时其甲醛和有毒化学物质的排放对环境会带来影响。
锰酸锂的性能稳定且价格相对较低，但具有容量衰减和安全性能不佳的缺点。
三元材料则被空间制约，其使用量极少。
稀土掺杂则是近年来锂离子电池正极材料研究的一个重要方向。
二、稀土掺杂稀土元素具有独特的电子结构和较强的化学惰性，其与氧化物等离子体系具有较强的亲和力。
因此，稀土掺杂正极材料中，稀土元素原子替换掉一部分原有金属离子，成为一种新的合金材料。
稀土掺杂可以改变材料的晶体结构和电子结构，有效提高正极材料的电化学性能，提高电池的安全性能。
稀土元素掺杂的主要目的是通过提高正极材料的导电性和离子传输性能，改善锂离子电池的循环性能和充放电倍率。
稀土元素掺杂可以提高正极材料的材料电导率，增强离子传输速度，改善电池的放电性能和续航能力，同时也可以提高锂离子电池的稳定性和安全性能。
三、掺杂改变材料性能稀土掺杂锂离子电池正极材料主要改变了材料的晶体结构和电导率。
稀土掺杂可以改变材料的晶体结构，使晶体的电化学反应更均匀，同时提高了结构稳定性，改善了材料的循环性能。
稀土掺杂可以提高材料的导电率和离子传输速度，从而提高了电池的倍率性能，增加了电池的工作时间，同时提高了电池的放电和续航能力。
锂离子电池三元正极材料(全面)
1997年, Padhi等人最早提出了LiFePO4的制 备以及性能研究 。LiFePO4具备橄榄石晶体结构, 理论容量为170 mAh／g, 有相 对于锂金属负极的稳 定放电平台, 虽然大电流充放电存在一定的 缺陷, 但 由于该材料具有理论比能量高、电压高、环境友好、 成本低廉以及良好的热稳定性等显著优点, 是近期研究的重点替 代材料之一。目前, 人们主要采点用击高添温加固标相题法制备LiFePO4 粉体, 除此之外, 还有溶胶-凝胶法、水热法等软化学方法, 这些方法都 能得到颗粒细、纯度高的LiFePO4材料。
三价锰氧化物LiMnO2是近年来新发展起来的一种锂离子电池 正极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286 mAh／g, 实 际比 容量已达到200mAh／g以上) 的优势。LiMnO2存在多种结构形式, 其中单斜晶系的LiMnO2和正方晶系LiMnO2具有层状材料的结构 特征, 并具有比较优良的电化学性能。对于层状结构 的LiMnO2而 言, 理想的层状化合物的电化学行点为击要添比加中标间题型的材料好得多, 因 此, 如何制备 稳定的LiMnO2, 层状结构, 并使之具有上千次的循 环 寿命, 而不转向尖晶石结构是急需解决的问题。
(1)可以在LiNiO2正极材料 掺杂Co、Mn、Ca、F、Al等 元素, 制成复合氧化物正极 材料以增强其稳定性, 提高充 放电容量和循环寿命。
(2) 还可以在LiNiO2材料中掺杂P2O5 ； 点击添加标题
(3) 加入过量的锂, 制备高含锂的锂镍氧化物。
锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、锰资源丰富、价格低廉及 无毒性等优点, 是最有发展前途的一 种正极材料。锰酸锂主要有尖晶 石型LiMnO4和层状的LiMnO2两种类型。尖晶石型 L iMnO4具有安 全性好、易合成等优点, 是目前研究较多的锂离子正极材料之一。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, 特别是在较点高击温添度加的标使题用条件下, 容量衰减更加突 出。三价锰氧化物LiMnO2 是近年来新发展起来的一种锂离子电池正 极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286mAh／g, 实际比容量 已 达到200mAh／g以上) 的优势。
锂离子电池正极材料的研究进展
锂离子电池正极材料的研究进展锂离子电池正极材料的研究进展随着清洁能源的发展，锂离子电池作为一种高能量、高功率密度的电池，已被广泛应用于移动物体、电动汽车、储能系统等方面，锂离子电池中的正极材料是实现高性能锂离子电池的关键。
本文将从锂离子电池正极材料的发展历程、材料的结构与性能、新型材料的研究和应用等方面展开详细的介绍和分析。
一、锂离子电池正极材料的发展历程20世纪80年代中后期，最早的锂离子电池是由四种材料构成的：平板石墨负极、聚乙烯隔膜、液态电解质和金属氧化物正极。
但是，由于金属氧化物正极的电化学性能不佳，限制了锂离子电池的应用，于是人们开始研究新型的锂离子电池正极材料。
1990年，日产汽车公布了采用碳酸锂电解液和三元材料（LiCoO2）的锂离子电池作为电动汽车动力源的计划。
1997年，索尼公司发布了使用锰酸锂（LiMn2O4）作为正极材料的锂离子电池，在实验室内能够实现高达1000次充放电循环，在国际市场上得到了广泛的推广。
之后，锂离子电池正极材料的研究进入了全新的阶段，市场上出现了一大批新型材料，如LiFePO4、LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2等，已成为锂离子电池领域中的热门研究方向。
二、锂离子电池正极材料的结构与性能锂离子电池正极材料的结构一般是层状结构、尖晶石结构、钠层化合物结构、硅基嵌入化合物结构、钙钛矿结构和氧化物渗透缺陷结构，其物理化学性质也有所不同。
LiCoO2是最早应用于锂离子电池的材料之一，其具有较高的理论容量和电化学效率，但是由于其参数退化、安全性差以及高的成本等问题，不断推进了对新型的锂离子电池正极材料的研究。
LiFePO4是一种锂离子电池正极材料，它具有高的理论容量、低的电化学电位和充电的极高可逆性，但是其电导率较低，电量功率较低，在高功率环境下却发生了否决性的出现。
LiMn2O4是一种高性能的锂离子电池正极材料，其较高的电化学反应速度能够有效提高锂离子电池的安全性，但是容易发生相关的氧化还原反应，导致容量的降低。
锂离子电池正极材料研究进展
锂离子电池正极材料研究进展锂离子电池是目前广泛应用于移动电子设备和电动车辆等领域的重要能量存储设备，其正极材料的性能对电池的性能和循环寿命有着至关重要的影响。
近年来，针对锂离子电池正极材料的研究逐渐受到了广泛关注。
在这篇文章中，将介绍一些最新的研究进展。
首先，锂离子电池正极材料的研究主要集中在提高材料的能量密度和循环寿命。
目前市面上常见的锂离子电池正极材料是钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）和锂铁磷酸锂（LiFePO4）。
然而，这些材料在使用过程中存在着一些问题，比如钴酸锂存在着资源稀缺和价格昂贵的问题，锰酸锂的电化学性能相对较差，锂铁磷酸锂的能量密度较低等。
因此，研究人员开始寻找替代材料。
一种备受关注的材料是含有镍的过渡金属氧化物，比如锂镍钴锰氧化物（Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2）。
这种材料具有较高的能量密度和较长的循环寿命。
另外，研究人员还探索了硅和硫等材料作为锂离子电池正极材料的替代品。
其次，锂离子电池正极材料的微观结构调控也成为一个研究热点。
通过控制正极材料的粒径、纳米结构和晶体结构等参数，可以调节材料的电化学性能。
比如，一些研究表明，通过控制锂离子电池正极材料的晶体结构，可以实现更高的能量密度和更好的循环稳定性。
此外，锂离子电池正极材料的表面改性也引起了广泛关注。
通过在正极材料的表面形成一层保护膜，可以提高材料的循环稳定性和抗固相界面反应能力。
一些研究表明，通过硅、氟等元素的表面覆盖，可以显著改善正极材料的循环性能和容量保持率。
总体来说，锂离子电池正极材料的研究进展主要包括寻找新的材料、微观结构调控和表面改性。
通过这些研究，可以不断提高锂离子电池的能量密度和循环寿命，进一步推动锂离子电池在移动电子设备和电动车辆等领域的广泛应用。
随着移动电子设备和电动车辆市场的不断扩大，对锂离子电池正极材料的需求也越来越迫切。
因此，研究人员在锂离子电池正极材料的改进和创新上投入了大量的精力。
锂离子电池正极材料的研究及其性能优化
锂离子电池正极材料的研究及其性能优化随着人们对环保意识的不断提高，电动汽车、能源存储以及便携式电子设备等需求愈发增长，锂离子电池作为一种高能量密度、轻量化、环保的电池类型备受瞩目。
而锂离子电池的性能，尤其是其正极材料的性能，是影响整个电池性能的关键因素。
本文将从锂离子电池正极材料的基础结构入手，通过对正极材料的组成元素以及内部作用机制的探究，分析其性能特点，并结合当前的研究进展，探讨锂离子电池正极材料的性能优化方向。
一、锂离子电池正极材料的基础结构锂离子电池是一种以锂离子在电解液中的扩散为工作原理的电池。
正极材料是锂离子电池中最重要的组成部分之一，其主要作用是存储锂离子和提供电子传导。
正极材料的基础结构一般由三个部分组成：金属氧酸化物、导电剂和粘结剂。
其中，金属氧酸化物是正极材料的主要成分，占正极材料的大部分重量，其在电池中起到存储锂离子的作用。
导电剂主要是为了提高正极材料的导电性，增加正极材料对锂离子的传导和储存能力，减小电极极化和电池内阻。
而粘结剂则是为了保证正极材料的结构牢固稳定，能够经受反复的充放电循环。
二、锂离子电池正极材料的组成元素及其作用机制1. 金属氧酸化物目前市场上主要使用的锂离子电池正极材料主要有三种金属氧酸化物：三元材料（如LiCoO2、LiMn2O4等）、锰酸锂材料（如LiMnO2）和钴酸锂材料（如LiFePO4）。
三元材料是较早研究和应用的正极材料之一，其磷酸根结构稳定，特别是在高温下稳定性好，同时其储能能力和功率密度优秀。
但是其中的钴含量高，钴资源稀缺，同时钴价格昂贵，因此其成本较高。
锰酸锂材料具有环保、价格低廉和锂离子传输速度快等优点，同时其钠离子掺杂还可提高其稳定性和循环寿命。
但是锰酸锂材料的能量密度较低，且容量随循环次数的增加而逐渐减小。
钴酸锂材料被认为是一种具有高安全性、优异的循环性能以及适合大电流放电的正极材料。
该材料的选择主要基于其晶体结构的稳定性和高的电子导电率。
正极材料深度研究报告
正极材料深度研究报告摘要：正极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响到电池的容量、充放电速率和循环寿命等关键参数。
本报告对正极材料进行了深入研究，包括正极材料的种类、结构与性能的关系、研究方法和发展趋势等方面进行全面分析与总结。
一、引言锂离子电池作为一种高效、高能量密度的电池系统，广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域。
正极材料作为锂离子电池的能量存储部分，起着至关重要的作用。
本章简要介绍了锂离子电池和正极材料的研究背景和意义。
二、正极材料的种类与结构本章详细介绍了常见的正极材料种类，包括锰酸锂、钴酸锂、氧化镍锂、磷酸铁锂和磷酸锂铁锂等，分析它们的优缺点和适用范围。
同时，对正极材料的结构进行了详细解析，包括层状结构、尖晶石结构、岩盐结构和钠离子型结构等。
三、正极材料与电池性能的关系该章节通过分析正极材料的结构与性能参数之间的关系，深入探讨了正极材料对电池容量、充放电速率和循环寿命等关键性能指标的影响。
其中涉及到正极材料的电导率、比表面积、晶体结构稳定性等参数。
四、正极材料研究方法本章介绍了正极材料研究中常用的实验技术和表征手段，包括X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
同时，阐述了正极材料评价和测试的一些标准方法，并指出存在的问题和改进方向。
五、正极材料的发展趋势该章节从材料改性、新材料研究、工艺优化等方面，对正极材料未来的发展趋势进行了展望。
主要包括研发高能量密度材料、提高电池的循环寿命和安全性，以及探索可持续发展的环保材料等。
六、结论总结了正极材料深度研究报告的主要内容和研究成果。
指出正极材料的种类多样化、结构优化和性能改进是未来研究的重点。
附录（如数据表格、实验结果等）。
锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用
锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存和转换方式，已经在电动汽车、移动电子设备等领域得到了广泛应用。
其中，正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能直接影响到电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
因此，研究和开发高性能的正极材料是锂离子电池领域的重要研究方向。
本文将对锂离子电池正极三元材料的研究进展和应用进行全面的综述，旨在探讨其发展趋势和未来应用前景。
本文将简要介绍锂离子电池的基本原理和正极材料的重要性。
然后，重点分析三元材料的结构特点、性能优势以及存在的问题和挑战。
接着，综述近年来三元材料在合成方法、改性技术和应用领域的研究进展，包括纳米化、复合化、掺杂等改性手段对三元材料性能的影响。
展望三元材料在未来的发展趋势和应用前景，提出可能的研究方向和建议。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和启示，推动锂离子电池正极三元材料的研究和应用进一步发展。
二、三元材料的基本性质三元材料，又称为三元正极材料，是锂离子电池中的关键组成部分，对电池的能量密度、功率密度以及循环寿命等性能起着决定性的作用。
其一般化学式可表示为LiNixCoyMn1-x-yO2 (NCM) 或LiNixCoyAlzO2 (NCA)，其中x、y、z为各元素的摩尔比例，可根据需要进行调整以优化材料的性能。
高能量密度：三元材料具有较高的比容量，这使得锂离子电池在相同体积或重量下能够存储更多的能量，因此适用于高能量需求的电子设备或电动车等领域。
良好的电化学性能：三元材料具有良好的电子导电性和离子迁移率，这有助于提高电池的充放电效率和循环稳定性。
其结构稳定，能够在充放电过程中保持结构的完整性，减少电池容量的衰减。
安全性：三元材料在高温下具有较好的热稳定性，能够有效防止电池热失控的发生。
同时，其结构中的元素均为无毒或低毒元素，对环境和人体健康影响较小。
磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究进展
磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究进展磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究进展锂离子电池是现代电子产品中最常用的电池之一，其高能量、高比能力、长寿命和环保等特点，使得其应用范围越来越广泛。
锂离子电池由负极和正极组成，因此正极材料的性能对电池的能量密度、功率密度、循环寿命等方面都有着关键的影响。
磷酸铁锂作为一种新型的锂离子电池正极材料，其具有结构稳定、容量高、寿命长等优点，在锂离子电池研究领域发挥着重要作用。
本文将围绕磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究进展展开讨论。
一、磷酸铁锂的基本性质磷酸铁锂（LiFePO4）是一种具有嵌锂过程的锂离子电池正极材料，其晶体结构属于层状结构。
磷酸铁锂的电化学性能稳定，安全性好，具有很高的比容量和长寿命等特点，因此被广泛应用于电动工具、电动车等领域。
二、磷酸铁锂与其他锂离子电池正极材料的比较1、与钴酸锂的比较钴酸锂是当前锂离子电池中使用最广泛的正极材料之一，其具有高能量密度、较高的循环寿命和优秀的高温性能等特点。
但是，钴酸锂的成本高、资源稀缺且存在环境污染问题，因此其替代材料备受关注。
相比之下，磷酸铁锂的成本低、资源丰富且无毒、可回收等环保优势。
而且，磷酸铁锂具有比容量高、循环寿命长、高比功率、安全性好等特点，因此被广泛认为是一种具有广阔应用前景的正极材料。
2、与锰酸锂和三元材料的比较锰酸锂和三元材料是锂离子电池中常用的正极材料，锰酸锂具有高比能力、成本低的优势，但其循环寿命较低；三元材料则具有较高的能量密度、循环寿命和安全性等优点，但其制备过程复杂，成本高。
相比之下，磷酸铁锂具有更高的比容量、更长的循环寿命和更好的安全性，是一种替代锰酸锂和三元材料的新型正极材料。
三、磷酸铁锂制备方法的研究进展1、固相法固相法制备磷酸铁锂是最早的方法之一，其操作简便、制备工艺成熟、产品质量稳定，因此得到了广泛应用。
但是，固相法制备的磷酸铁锂容易出现分布不均匀、晶体尺寸大小不一的问题，从而影响磷酸铁锂的电化学性能。
锂离子电池正极材料的研究进展
锂离子电池正极材料的研究进展随着现代社会科学技术的不断发展，电池作为能量存储和转化的一种形式，已经成为了我们日常生活中必不可少的一部分。
其中，锂离子电池由于其重量轻、体积小、储能量大以及循环寿命长等优点，成为了当前最常用的电池类型之一。
而锂离子电池的核心组成部分便是正极材料，其性能的优劣直接决定了电池的性能。
因此，正极材料的研究一直是锂离子电池领域的重要研究课题。
本文将对锂离子电池正极材料的研究进展进行综述。
一、锂离子电池正极材料的种类及其优缺点在锂离子电池的正极材料中，最常见的是锂钴氧化物（LiCoO2）、锂镍钴铝氧化物（NCA）、锂铁磷酸（LiFePO4）、锂锰氧化物（LiMn2O4）和三元材料LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2（NCM）等。
这些材料具有不同的结构，性能和成本等特点，它们的使用也会受到电池的应用领域和终端设备的要求等多种因素的影响。
其中，锂钴氧化物作为第一代正极材料，具有高的储能量和较高的系统电压，但其价格昂贵，含有的钴元素资源匮乏，同时热稳定性和安全性能也有所欠缺；NCA具有高能量密度、长寿命和优异的功率性能，并且所含有的材料成分也比较丰富，但其制备成本较高，同时在高温和高电压下易发生失稳和过热等安全问题；LiFePO4的循环寿命长，热稳定性好，同时价格较为低廉，但它的理论储能量低、电导率差，同时在高功率放电和低温放电等情况下其性能明显下降；LiMn2O4具有低成本、高电导率和热稳定性好等优点，但其含有锰元素，易受到水解和氧气氧化等因素的影响，同时循环寿命也不如其他材料长；NCM作为新型锂离子电池材料，具有高能量密度、优异的耐热性和循环寿命等特点，但其价格较高，同时还存在着容量衰减快和失稳的问题。
总的来说，各种材料都具有各自的特点和适用范围，根据实际需求选择合适的正极材料十分必要。
二、锂离子电池正极材料的研究进展随着人们对新能源和环境保护要求的不断提高，锂离子电池在挑战和追求更高性能的过程中，锂离子电池正极材料也在不断地进行研究和改进。
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目录1 引言 (2)1. 1 锂离子电池的组成及工作原理 (2)1. 2 锂离子电池的特点和应用 (3)1. 2. 1锂离子电池的特点 (3)1. 2. 2 锂离子电池的应用 (4)2 锂离子电池正极材料 (4)3锂离子电池正极材料产业特点 (5)4锂离子正极材料的分类 (6)4. 1 层状LiCoO2正极材料 (6)4. 2 LiNiO2正极材料 (7)4. 3 锂锰氧化物正极材料 (7)4. 4 LiCox NiyMnzO2正极材料 (8)4. 5 LiFePO4正极材料 (9)4. 6 其它正极材料 (9)5 锂离子正极材料的制备方法 (10)5. 1 固相法 (10)5. 1. 1 高温固相反应法 (10)5. 1. 2 熔融浸渍法 (10)5. 1. 3微波烧结法 (10)5. 1. 4固相配位反应法 (10)5. 1. 5球磨法 (11)5. 2 液相化学反应法 (11)5. 2. 1 Pechini法 (11)5. 2. 2溶胶一凝胶法 (11)5. 2. 3共沉淀法 (12)5. 2. 4乳化干燥法 (12)6 正极材料的简易合成与表征 (12)6. 1 Li5FeO4的合成与表征 (13)6. 2 Li2NiFe2O4的合成与表征 (14)6. 3 Li0.5ZnFe2O4的合成与表征 (16)6. 4 Li0.75Fe3.25(Fe1.5Zn0.5)O8的合成与表征 (17)6. 5 LiZrO2的合成与表征 (18)6. 6 LiCeO2的合成与表征 (19)6. 7 LiFe5O8的合成与表征 (20)6. 8 LiFeO2的合成 (21)6. 9 LiFePO4的合成及性能 (22)6. 10 本节小结 (24)7 正极材料的展望 (24)8 结束语 (24)9 参考文献： (25)锂离子电池正极材料研究摘要：介绍了锂离子电池正极材料钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂及镍钴锰复合材料的性能及特点等方面各种材料的行业发展情况以及产业特点。
途述了锂离子正极材料的的合成方法与表征。
对锂离子电池行业进行了展望。
关键词：锂离子电池正极材料锂锰氧化物 LiNiO2 LiFePO41 引言能源与人类的生存和发展密切相关，随着工业的发展，环境恶化和能源匮乏日益严重，发展新能源及新能源材料是人们在21世纪必须解决的重大课题。
锂离子电池、燃料电池、太阳能电池等新型电池作为一种对环境友好的替代能源受到人们的普遍关注，美国著名的Battelle研究所已把先进电池和燃料电池列为2020年十大战略技术之一。
随着社会和科学技术的发展，尤其是电子和信息产业的迅速发展，移动通讯、笔记本电脑、数码摄像机等便携式电子设备的广泛应用，人们对电池的小型化、轻型化、高功率、高能量、长循环寿命和环境友好程度等提出了越来越高的要求。
传统的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等，因能量密度较低，污染坏境等问题已不能很好地满足市场的需求，锂离子电池由于综合性能好，符合社会发展需要，其应用范围越来越广泛。
近年来，随着科学技术的飞速发展，出现了一大批便携式声像设备及微型化数字产品，如移动电话、数码相机、笔记本电脑等等，这些日常产品日益向着小型化、轻量化的方向发展。
这就对电池产业提出了更新、更高的要求,迫切需要体积小、比能量高、重量轻的小型高能、高可靠性的二次电池。
同时，当今社会随着环境污染和能源危机的加剧，环保已被世界各国确立为发展的前提，特别是大中城市空气污染严重，环境已不堪重负，汽车尾气是其主要的污染源，而世界汽车总量却以较快的速度增加，因此人们急需一种新的绿色环保能源。
锂电池最早由Harris博士于1958年在其毕业论文中提出，1972年Exxon公司成功研制出第一个锂电池，以TiS2作为正极，金属锂作为负极。
1980年Armand提出“摇摆电池”的构想，采用低插锂电位的层间化合物代替金属锂作为负极，以高插锂点位的嵌锂化合物作为正极，组成电池。
1991年日本Sony公司率先开发出以LiCoO2为正极，石油焦炭为负极的锂离子电池，从根本上解决金属锂负极枝晶穿透问题，使其安全性和循环性都得到了保障，并保持了锂电池电压高、容量大、重量轻等优点。
随着科技的发展，锂离子电池的性能得到很大的提高。
降低成本，提高能量密度，延长循环寿命是今后研究的重点。
锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能，正极材料在电池内部材料中占主导地位，提高电池的性能主要体现在对正极材料的的开发和改性研究。
锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电解质材料的结构和性能，尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格，因此，廉价高性能正负极材料的开发一直是锂离子电池研究的重点。
近几年来，碳负极性能的改善和电解质的选择都取得了很大进展,相对而言，锂离子电池正极材料的研究较为滞后，成为制约锂离子电池整体性能进一步提高的重要因素。
因此，正极材料的研究正受到越来越多的重视。
锂离子电池是最新一代的绿色高能充电电池，是在锂离子电池研究的基础上于20 世纪90 年代初迅速发展起来的新型电源体系，具有工作电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出特点，性价比优势明显，在笔记本电脑、移动电话、摄录机、武器装备等移动电子终端设备领域已占据主导地位，有着广阔的应用前景。
1. 1 锂离子电池的组成及工作原理锂离子电池主要是由正极、负极、电解质和隔膜几个部分组成。
正极材料一般选择电位较高且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物；负极选择电位尽可能接近金属锂电位的可嵌锂物质，如层状石墨，易嵌入锂离子；电解液为LiClO4、LiPF6、LiBF4等锂盐的有机溶剂；隔膜采用具有微孔的有机高分子膜，一般为聚烯烃系树脂，如美国生产的Celgard2400隔膜为PP/PE/PP三层微孔膜。
锂离子电池实际上为锂离子容差电池，其工作原理如图1所示。
充电时，锂离子从正极化合物中脱出，通过隔膜向负极迁移，并在负极获得一个电子成为金属锂留在石墨层，正极处于贫锂态；放电时，负极上的锂失去一个电子成为锂离子向正极移动，重新嵌入到正极材料中，正极处于富锂态。
由于电解质和电子不传递电子，为保持电荷平衡，电子通过外电路在正负间迁移，两级发生氧化还原反应，保持一定电位。
图1锂离子电池的工作原理示意图1. 2 锂离子电池的特点和应用1. 2. 1锂离子电池的特点目前锂离子电池具有以下优点：（1）量密度高，为传统锌负极电池的2～5倍；（2）输出功率大，可大电流放电；（3）均输出电压高（～3.6V）为Ni-Cd，Ni-H电池的3倍；（4）自放电小，不到Ni-Cd，Ni-H电池的一半；（5）储存时间长，预期可达10年；（6）循环性能优越；（7）可快速充放电，且放电平稳；（8）充电效率高；（9）工作温度范围宽，为-40～700C；(10)无污染，称为绿色能源；当然锂离子电池也有一些不足之处：（1）备条件要求高；（2）成本高，主要是LiCoO2电池成本高；（3）为提高安全性，防止正负极短路及过充电，必须有特殊的保护电路；虽然锂离子电池也有一些不足之处，但是与其他种类电池相比，锂离子电池仍为首选，也必将在21世纪的能源市场上占有举足轻重的地位。
因此世界各国的大公司，诸如索尼、三洋、松下、三星等都竟先加入了该产品的研究开发的行列中，希望通过改性和表面修饰来提高锂离子电池的性能，使之更加完美。
1. 2. 2 锂离子电池的应用锂离子电池被称为新一代高能“绿色”电池，它具有上述其他电池所不具有的优点，因此被广泛的应用到了各个行业领域。
目前的主要应用领域有：1．锂离子电池在电子产品方面的应用；应用的电子产品可以用3C来概括，即通讯（communication），便携计算机（portablecomputer）和消费电子产品（consumer electronics）包括手机、笔记本电脑、电子翻译器、IC卡等。
2．锂离子电池在交通工具方面的应用；锂离子电池在交通工具方面的应用主要是电动汽车和混合燃料汽车，由于汽车为一个国家的支柱产业，并且目前的燃油、燃汽汽车对环境的污染很大，因此在这方面的应用有很大的潜力可挖。
3．锂离子电池在航空航天领域的应用；4．离子电池在军事方面的应用；5．锂离子电池在医学方面的应用；锂离子电池的广泛应用得益于其优越的性能。
自上个世纪九十年代问世以来，锂离子电池由于其高能量密度、对环境污染小等优点，在电池市场上如异军突起，市场占有率逐年攀升。
2002年，全世界锂离子电池的总产量为8.62亿粒，比上一年度增长51%，约占世界锂离子电池市场的28%。
同年世界锂离子电池的销售额达到28.18亿美元，比上一年度增长18%，约占世界锂离子电池销售额的62%。
即便如此，现有锂离子电池的容量仍然不能满足电子科技飞速发展所带来的要求，而目前正迅速发展的电动汽车对电池的比容量、比能量、环境效应和原材料价格又提出了进一步的要求。
因此开发新型高比容量的正极材料是锂离子电池研究领域的一个重要课题，且存在的巨大经济价值。
2 锂离子电池正极材料正极材料作为锂离子电池的核心部分之一，历来是人们研发的重点，提高正极材料的性能是提高锂离子电池性能的关键。
表现为两方面：一是正极材料的容量每提高50%，电池的功率密度就会提高28%；另一是电池中各部分材料所占的成本不同，正极材料占有大于40%的成本，因此，研究锂离子电池正极材料，对提高锂离子电池性能和拓宽其应用领域具有重要现实意义和经济意义。
经过近30年的广泛研究，多种锂嵌入化合物可以作为电池的正极材料，作为理想的正极材料，锂嵌入化合物应具备有以下性能：（1）金属离子M n+在嵌入化合物LixMyXz中应该有较高的氧化还原电位，从而使电池的输出电压高；（2）嵌入化合物LixMyXz应允许大量的锂能够进行可逆嵌入和脱嵌，以得到高容量，即x值尽可能大；（3）在整个可逆嵌入/脱嵌过程中，锂的嵌入和脱出应可逆，而且主题结构没有或很少发生变化，氧化还原电位随x的变化应减小，这样电池的电压不会发生显著的变化；（4）嵌入化合物应有较好的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化，能实现大电流充放电；（5）嵌入化合物在整个电压范围内应有稳定的化学性能，不与电解质等发生反应；（6）从实用角度考虑，嵌入化合物应该低廉、环境友好和质量轻等优点。
具有高插入电位的过渡金属氧化物常作为锂离子电池正极材料，主要集中在LiCoO2、LiNiO2、尖晶石型LiMn2O4、橄榄石型LiFePO4化合物及其衍生物上，下表列出了这几种正极材料的性能比较：表1锂离子电池几种主要正极材料的电化学性能参数正极材料是锂离子电池的重要组成部分，在锂离子充放电过程中，不仅要提供正负极嵌锂化合物往复嵌/ 脱所需要的锂，而且还要负担负极材料表面形成SEI 膜所需的锂。