锂离子电池正负极新型材料发展前沿文献综述
锂离子电池材料的研究及进展
锂离子电池材料的研究及进展前言：锂离子电池作为最新一代蓄电池，具有比能量高、工作温度范围宽、存储寿命长、工作电压高且平稳、无记忆效应、环境友好等特点，已广泛应用于移动电话，笔记本电脑、小型摄像机等电子设备中。
发展高能锂离子电池关键技术之一是其材料的研发。
下面主要介绍锂离子电池的正极材料，负极材料，电解质的研究及进展。
理想的锂离子电池电极材料(即锂离子嵌基材料)1、在整个电极过程中，G值的变化要小，以保证电极输出电位的平稳；对于正极材料，要求|G|较大，以提供较高的电极电位。
2、充放电过程中结构稳定，可逆性好，保证电池的循环性能良好。
3、锂离子在电极材料中的扩散系数高，以确保电极过程的动力学因素，从而使电池适用于较高的充放电倍率，满足动力型电源的需要。
4、电极活性物质的电化当量小，并且可以可逆脱出的锂离子量要大，以保证电极材料具有较高的能量密度。
5、材料的振实密度大，以保证材料具有较高的体积比容量。
6、在电解液中的化学稳定性好，溶解度低。
7、具有较高的电子导电性。
8、材料合成容易。
9、资源丰富，价格低廉，对环境无污染。
锂离子电池正极材料锂离子电池正极材料在改善电池容量方面起着非常重要的作用，在所要求的充放电电位范围内，正极材料应具有与电解质溶液良好的电化学相容性，温和的电极过程动力学和高度的可逆性。
①具有较高的电极电势，从而使电池的输出电压高②嵌入化合物单位单元可容纳大量锂以得到较高容量③氧化还原电势随锂含量的变化小，电池电压随充电状态不同的变化小④较好的电子电导率和离子电导率，减小极化，降低电池内阻，满足大电流放电需求⑤分子量和摩尔体积小，从而使电池的能量密度高⑥锂嵌入和脱嵌可逆性好，主体结构没有或很少发生变化，循环寿命长⑦无溶剂共嵌入，不与电解液发生反应⑧成本低，易制备，无环境污染锂离子电池的正极材料不仅是电极材料，而且也是锂离子源。
锂离子电池用正极材料主要是锂与过渡金属元素形成的嵌入式化合物，根据材料中阴离子的种类，正极材料可以分为氧化物、聚阴离子化合物、硫化物和氟化物。
锂离子电池研究_综述
锂离子电池研究综述—陈欢1 锂离子电池简介离子电池又称为“摇椅电池”，是指以可供锂离子嵌入脱嵌的物质作为正、负极的二次电池。
电解质一般采用溶解有锂盐的有机溶液，根据所用电解质的状态，可分为液态锂离子电池、聚合物锂离子电池和全固态锂离子电池。
1.1 锂离子电池的工作原理[1]一个锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成，外加正负极引线，安全阀，PTC（正温度控制端子），电池壳等。
虽然锂离子电池种类繁多，但其工作原理大致相同。
充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，经过隔膜和电解液，嵌入到负极材料中，放电以相反过程进行。
再充电，又重复上述过程。
以典型的液态锂离子为例，当以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料时，其充放电原理为：充电时，Li+从LiCoO2中发生脱嵌，释放一个电子，C3+被氧化为C4 +，与此同时，Li+经过隔膜和电解液迁移到负极石墨表面，进而插入到石墨结构中，石墨结构同时得到一个电子，形成锂—碳层间化合物Li x C6，放电时过程则相反，Li+从石墨结构脱插，嵌入到正极LiCoO2中。
图1 锂离子电池从放电示意图1.2 锂离子电池的优缺点[2](1)能量密度高，输出功率大。
(2)平均输出电压高(约3.6V)，为Ni-Cd、Ni-MH电池的三倍。
(3)工作温度范围宽，一般能在-20-45℃，期望值为-40-70℃。
(4)无记忆效应。
(5)可快速充放电，充放电效率高，可达100%。
(6)没有环境污染，称为绿色电池。
(7)使用寿命长，可达1200次左右。
当然，目前的锂离子电池还存在一些不足。
(1)成本较高，主要是正极材料的价格高，随着正极材料的研究开发不断深入一些新的更廉价的正极材料，如LiMnZO4、LiFePO4等己经初步商品化。
(2)过充电的安全问题还需要进一步解决;(3)与普通电池的相容性差，一般要在用3节AA电池(3.6V)的情况下才可以用锂离子电池代替。
2. 锂离子电池的正极材料为了提高锂离子电池的输出电压、比容量、循环使用寿命，目前正在开发的正极材料主要是具有层状结构、尖晶石结构和橄榄石结构的嵌入化合物，主要有氧化钻锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸亚铁锂、三元复合材料等。
锂离子电池的研究进展及应用前景精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版锂离子电池的研究进展及应用前景近年来，新能源电池市场的发展迅猛，尤其是锂离子电池，在家用电器、电动车、太阳能等领域得到了广泛的应用。
对于锂离子电池的研究，不仅能够提高电池的性能，同时也能够为其更进一步的应用提供技术支持。
本文介绍了锂离子电池的研究进展以及其应用前景。
一、研究进展1. 电极材料改进电池的性能主要取决于电极材料的性质，因此在锂离子电池的研究中，电极材料的改进是必不可少的。
传统的电极材料为石墨，但石墨有低比容量、低导电性、易热化等问题。
近年来，锂离子电池的革新主要是基于正极和负极材料之间的平衡。
目前用于正极的材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等，用于负极的材料主要有石墨、金属锂、硅材料等。
这些材料科技的不断创新进步，使得锂离子电池的性能得到不断提升。
2. 电解质电解质是电池中极为重要的部分，因为它赋予电池主要的性能（如循环性能、电池容量、能量密度等）。
在传统的锂离子电池中，一般使用液态电解质，但液态电解质有泄漏的风险，而且易于氧化和燃烧。
为了提高电池的安全性和循环性能，目前锂离子电池中主要使用固态电解质。
固态电解质中，最为主流的是氧化铝、氧化锆等陶瓷材料。
固态电解质具有优异的化学稳定性，与高无效性的锂电求得更高电化学性能和更安全性的使用。
3. 电池系统除了电极材料和电解质的改进之外，电池系统的研究也是锂离子电池中一个必不可少的研究领域。
在电池工作过程中，电极和电解质之间的变化会影响电池的循环性能。
而电池系统从整体的角度出发，可以有效的解决这一问题。
电池系统研发的一个核心是电池管理系统（BMS），BMS在锂离子电池中起着重要的作用，它将对电池的使用和维护起到至关重要的作用。
同时，电池系统的研究还包括了钝化处理、电极的表面改性等专业技术的研发。
这些研究都可以有效的提高锂离子电池的研发与应用。
二、应用前景随着汽车、家用电器、通讯等领域的快速发展，锂离子电池在各个领域得到了广泛的应用。
锂电池负极材料的研究进展及展望分析
锂电池负极材料的研究进展及展望分析1. 传统负极材料传统的锂离子电池负极材料主要包括石墨、金属氧化物和合金材料。
石墨作为最为常见的负极材料，具有很高的首次放电比容量和循环稳定性，但其比容量有限，且在大电流放电时易发生热失控。
金属氧化物和合金材料因其高的理论比容量和能量密度受到了广泛关注，但其电化学活性较差，循环性能不稳定。
传统负极材料在满足高能量密度和高循环稳定性需求上存在着一定的局限性。
二、锂电池负极材料研究的展望1. 高能量密度随着对电池能量密度要求的不断提高，未来的锂电池负极材料需要具有更高的理论比容量和能量密度。
开发高容量、高电化学活性的负极材料是未来研究的重点之一。
新型碳材料、硅基材料以及金属氧化物和合金材料都有望成为未来高能量密度锂电池的重要负极材料。
2. 循环稳定性循环稳定性是锂电池的重要性能指标之一。
当前硅基材料、金属氧化物和合金材料的循环性能仍然存在一定的问题，未来需要通过界面工程、复合材料设计等方法来提高负极材料的循环稳定性。
3. 安全性锂电池的安全性一直是备受关注的问题。
传统锂电池负极材料在大电流放电时易发生热失控，导致安全隐患。
未来需要开发更安全稳定的负极材料，以确保电池的安全性能。
4. 可持续发展随着对环境友好性要求的提高，未来的锂电池负极材料需要考虑其资源可持续性和环境影响。
新型锂电池负极材料的开发需要注重材料的资源可再生性和环境友好性。
三、结语在锂电池的快速发展背景下，锂电池负极材料的研究与发展对于提高电池性能和满足应用需求具有重要意义。
当前，新型碳材料、硅基材料和金属氧化物材料被认为是未来锂电池负极材料的重要发展方向。
未来，随着材料科学和电化学领域的不断进步，相信锂电池负极材料将会不断取得新的突破，为电池技术的发展注入新的动力。
我们也需要注重锂电池负极材料的可持续发展和环保性，努力推动锂电池技术的可持续发展。
锂离子电池三元镍钴锰正极材料研究现状综述
三元系锂电池正极材料研究现状摘要：综述了近年来锂离子电池层状Li-Ni-Co-Mn-O正极材料的研究进展，重点介绍了正极材料LiNi l/3Co l/3Mn l/3O其合成方法电化学性能以及掺杂、包覆改性等方面的研究结果。
三元系正极材料的结果：LiMn x Co y Ni1-x-y O2具有α-2NaFeO2层状结构。
Li原子占据3a位置,Ni、Mn、Co随机占据3b位置,氧原子占据6c位置。
其过渡金属层由Ni、Mn、Co 组成,每个过渡金属原子由 6 个氧原子包围形成MO6 八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的(MnxCo yNi1-x-y) O2层之间。
在层状锂离子电池正极材料中均有Li+与过渡金属离子发生位错的趋势,特别是以结构组成中有Ni2+存在时这种位错更为突出。
抑制或消除过渡金属离子在锂层中的位错现象是制备理想α-2NaFeO2结构层状正极材料的关键，在LiMn x Co y Ni1-x-y O2结构中, Ni2+的半径( rNi2+=0.069nm)与Li+的( rLi+=0.076nm)半径接近,因此晶体结构会发生位错,即过渡金属层中的镍原子占据锂原3a的位置,锂原子则进驻3b位置。
在Li+层中,Ni2+的浓度越大,则Li+在层状结构中脱嵌越困难,电化学性能越差。
而相对于LiNiO2及LiNi x Co1-x-y O2,LiMn x Co y Ni1-x-y O2中这种位错由于Ni 含量的降低而显著减少。
同时由于Ni2 + 的半径( rNi2 + =0. 069nm) 大于Co3+ ( rCo3+ = 0. 0545nm) 和Mn4 + ( rMn4 + =0. 053nm) ,LiMnxCo yNi1 - x - yO2 的晶格常数有所增加。
由于充分综合镍酸锂的高比容量、钴酸锂良好的循环性能和锰酸锂的高安全性及低成本等优点,利用分子水平的掺杂、包覆和表面修饰等方法来合成锰镍钴等多元素协同的复合正极材料,因其良好的研究基础及应用前景而成为近年来研究热点之一。
《锂离子电池电热失控问题研究国内外文献综述3600字》
锂离子电池电热失控问题研究国内外文献综述目录锂离子电池电热失控问题研究国内外文献综述 (1)1国内外锂离子电池研究历程 (1)12不同荷电状态下受热的锂离子电池热失控研究 (3)参考文献 (4)1国内外锂离子电池研究历程锂离子电池作为清洁、无污染的新型储能装置成为诸多领域的主要动力供应源，其在日常应用过程中会遇到的普遍问题即为电池容量的衰减致使的电池老化，导致容量衰减较为常见的因素有电池的长循环充放电、过充过放等，这由锂离子电池的正负极材料及工作原理决定。
在目前国内外开展的研究工作中，对锂离子电池循环过充放电及电极材料的影响机理的研究取得了一定进展。
长循环或者以较大电流充放电时会引起锂离子电池内阻发生变化。
在实际应用中，由于各种人为原因，锂离子的电池通常会过度充电或过度放电。
因此，对锂离子电池的过充和过放进行研究，不仅可以弄清电池在过充和过放过程中的热行为，而且可以加深对锂离子电池过充和过放热失控原因的认识，掌握失控发热的主要原因。
国内学者对过充锂离子电池的热失控安全性进行了系统的研究。
2017年，叶佳娜[13]通过定量测定过充和热失控的临界条件，从三个方面研究了电池过充和热失控的机理，为锂离子电池的工业应用提供了理论依据和技术支持。
顾宗玉等人[14]于2018年对锂离子电池在过充条件下的热失控爆炸事故进行了研究，选取了100%SOC、50%SOC和0%SOC的电池进行实验，得出了随着荷电状态的变化，锂离子电池热失控反应后的痕迹特征有很大的不同的实验结论。
2019年，朱晓庆等[15]以锂离子动力电池单体为研究对象,研究其在不同充电倍率条件下的行为特性。
结论指出充电倍率的增大会使锂电池热失控峰值温度及电压都升高，其研究为锂离子电池的安全性设计及如何管理电池故障提供了建议。
事实上，关于过充放电对锂离子电池安全性能的影响国外也进行了许多相关的研究。
2019年，Huang等[16]研究了不同的电池封装方式对锂离子电池过充电时的热失控行为的影响。
锂离子电池正负极材料研究现状
锂离子电池正负极材料研究现状锂离子电池正极材料研究现状高能锂离子电池想要更好地发展的关键任务之一是要开发高容量正极材料，尽管从理论上来讲有很多物质是可以脱嵌锂的，但是若想要制备成能满足能作为电池正极材料的物质却并非容易。
31995 正极材料在性质上一般应满足：充放电位必须在规定的电位范围之内，溶解于电解质的液体中有好的性能；整个锂离子电极动力的过程要保持温和状态；具有极高的可逆性质；在全锂化的情况下保持良好的稳定性能。
制作锂离子电池的原料价格合理最好容易获得；锂离子的电池制作流程操作简易。
论文网电池材料在结构上应满足：隧道状或者层状结构，有助于锂离子脱嵌，锂离子在脱嵌时无结构上的变化，电极具备较好的可逆性。
锂离子嵌入和脱出量大，电极的容量较高，锂离子在脱嵌的过程中吉布斯自由能变化不大，来确保有稳定的充放电平台。
在材料中锂离子有着较大的扩散系数，以至于电池可以迅速的充电放电。
目前正极材料研究的主要方向集中在层状LiMO2和尖晶石LiM2O4（M=Co、Ni、Mn、V等过渡金属离子）的化合物。
其中研究最多的是过渡金属氧化物LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4作为正极材料。
为了研发出高电压、高比容量、高循环稳定性的正极材料，一方面对现在有的材料性能进行改善，可以利用掺杂其他元素的方法来改变材料的晶体结构或者改进制备工艺来改变材料的晶型或者其化学计量比；另一方面则可以通过对于新的材料开发，比如制备出无定形结构或者多孔的复合材料。
随着锂离子电池产业的发展，一批批新的正极材料被相继推出。
锂钒氧化物：以其比容量高、成本低、污染少等优点成为最具潜力来发展的锂离子正极材料之一。
源自-六~(维^论`文^网(加7位QQ3249`1145锂离子电池负极材料研究进展锂离子电池的负极是将负极活性物质非碳材料或碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铝箔两测，通过干燥、滚压制作而成。
锂离子电池能否成功地被制成，能否制备出可逆地脱/嵌锂离子电池的负极材料是其关键所在。
锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展
合物正极材料的发展现状和研究进展 。ＬＣ Ｏ 在今后正极材 料发展 中仍然 有发展潜力 ， ｉｏ ２ 通过微 掺
杂和包覆都可使钴酸锂的综合性能得到提高 ， 环性 能大大改善。环保 、 循 高能 的三元材料和磷酸铁
锂 为 代 表 的 新 型 正 极 材 料 必 将 成 为 下 一 代 动 力 电池 材 料 的首 选 。 关 键 词 ： 离子 电 池 ； 锂 正极 材 料 ； 酸铁 锂 ； 元 材 料 磷 三
体 积小 等突 出优点 ， 目前 ， 应用 已渗透 到 包 括 移动 其
电话 、 笔记 本 电脑 、 像 机 、 码 相 机 等 众 多 民用 及 摄 数
军事 领域 。另外 ， 国内外也 在 竞 相 开发 电动 汽车 、 航
天 和储能 等方 面所需 的大容量 锂离 子 电池 。 对锂离 子 电池 而 言 ， 主 要 构成 材 料 包 括 电解 其
１５ ｍＡ ／ 。其优 点为 ： 作 电压 高 ， ５ ｈ ｇ 工 充放 电 电压平
稳 ， 合大 电流 放 电 ， 适 比能 量 高 ， 环 性 能 好 。缺 点 循 是 ： 际 比容量 仅为 理论 容量 的 ５ ％左 右 ， 的利用 实 ０ 钴 率低 ， 抗过 充 电性能差 ， 较高 充 电 电压 下 比容 量迅 在
的快 速充放 电性 能 。
锂离子 电池 一般选 用 过渡 性金 属 氧化 物 为 正极
量大、 自放 电小 、 环 性 能 好 、 用 寿命 长 、 量 轻 、 循 使 重
材料 ， 一方 面过 渡金 属存 在混 合价 态 ， 电子导 电性 比 较理 想 ； 一 方 面 不 易 发 生歧 化反 应 。理 论 上具 有 另 层状 结 构 和 尖 晶石 结 构 的材料 ， 能做 锂 离 子 电池 都 的正 极材料 ， 由于制 备工 艺 上存 在 困难 ， 但 目前所 用
锂电池材料年度综述
锂电池材料年度综述全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：锂电池作为目前广泛应用于电子设备和电动汽车等领域的重要能源储存设备，其材料的研究和发展一直备受关注。
本文将对锂电池材料的最新研究成果进行综述，以全面了解目前锂电池材料领域的发展动态。
一、正极材料正极材料是锂电池中最重要的部分，其性能直接影响电池的能量密度和循环寿命。
近年来，钴酸锂、锰酸锂和三元材料等传统正极材料已经逐渐被高镍材料所取代。
高镍材料具有高比容量、高能量密度和优异的循环寿命，是未来锂电池发展的重要方向。
不过，高镍材料也存在着安全性和成本等方面的挑战，需要进一步解决。
钠离子、锡基和多价金属氧化物等新型正极材料也吸引了研究者的关注。
钠离子电池具有丰富的资源、低成本和环保等优势，被认为是未来替代锂电池的有力竞争者。
锡基和多价金属氧化物具有高容量和高反应活性，能够为锂电池提供更高的能量密度和更长的循环寿命。
负极材料作为储存锂离子的重要组成部分，其性能直接影响电池的充放电性能和循环寿命。
传统的石墨材料已经不能满足高能量密度和长循环寿命的需求，因此新型负极材料的研究备受关注。
硅基材料是备受关注的新型负极材料之一。
硅具有高容量、高导电性和可再生性等特点，是理想的替代石墨的材料。
但硅在锂化过程中容量膨胀导致体积扩大，严重影响了材料的循环寿命，因此如何解决硅材料的体积膨胀成为当前研究的重点之一。
三、电解质电解质是锂离子在正负极材料之间传递的媒介，其性能直接影响电池的循环寿命和安全性。
传统的有机电解质存在着挥发性大、燃烧性高等安全隐患，因此固态电解质被认为是未来锂电池的发展方向之一。
固态电解质由于具有高电导率、高稳定性和低燃烧性等优势，能够显著提高锂电池的安全性和循环寿命。
目前，固态电解质的研究取得了一些进展，但其制备工艺复杂、成本较高且尚未实现大规模商业化生产，需要进一步加强研究。
四、结语随着能源危机的日益加剧和环境污染的加剧，新能源领域的发展日益受到社会的重视。
锂离子动力电池发展状况综述报告
锂离子动力电池发展状况综述报告锂离子动力电池作为一种重要的能源存储装置，在现代社会中得到了广泛的应用和发展。
本文将综述锂离子动力电池的发展状况，包括其基本原理、技术进展以及未来的发展方向。
我们来介绍一下锂离子动力电池的基本原理。
锂离子动力电池是一种通过锂离子在正负极之间的迁移来实现电荷和放电的电池。
其正极材料通常采用锂含的化合物，如锂铁磷酸盐、锰酸锂等；负极材料则是由碳材料构成，如石墨。
在充电过程中，锂离子从正极迁移到负极，同时电荷储存在负极的石墨层中；在放电过程中，则是锂离子从负极迁移到正极，释放出储存在负极的电荷。
这种通过锂离子迁移来实现电荷和放电的机制，使锂离子动力电池具有高能量密度、长循环寿命和较低自放电率等优势。
随着科学技术的不断进步，锂离子动力电池在近几十年来取得了显著的技术进展。
首先，电池的能量密度不断提高。
通过改进电极材料和电解质的配方，提高电池的能量密度，使其能够储存更多的能量。
其次，电池的循环寿命得到了显著改善。
通过优化电池的结构和材料，减少电极与电解质之间的相互作用，延长了电池的使用寿命。
此外，电池的安全性也得到了提高。
通过引入新的电解质和添加剂，改善电池的热稳定性和抗过充电的能力，减少了电池的安全风险。
未来，锂离子动力电池的发展方向主要集中在以下几个方面。
首先，提高电池的能量密度是一个重要的目标。
随着电动汽车和可再生能源的快速发展，对高能量密度电池的需求越来越迫切。
其次，延长电池的循环寿命也是一个重要的方向。
目前，电池的循环寿命仍然存在一定的限制，如容量衰减和内阻增加等问题，需要通过改进材料和设计来解决。
此外，提高电池的安全性也是一个重要的研究方向。
电池的安全性一直是人们关注的焦点，需要进一步加强对电池的设计和管理，以防止电池的短路、过热和燃烧等安全问题。
总结起来，锂离子动力电池作为一种重要的能源存储装置，经过多年的发展，取得了显著的技术进展。
未来，锂离子动力电池的发展方向主要集中在提高能量密度、延长循环寿命和增强安全性等方面。
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锂离子电池正负极新型材料发展前沿文献综述
应用化学1103班 2011016089 蔡雨心
引言 锂离子电池是主要依靠锂离子在正极
和负极之间移动来工作的充电电池。在充放
电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和
脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解
质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则
相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极，
是现代高性能电池的代表。自1991年日本
SONY能源技术公司首次将锂离子二次电池
成功商品化，锂离子电池发展至今已有20
多年的历史，科学家一直致力于锂离子电池
正负极材料的革新制备，从而提高电池性能。
本篇综述力求粗略介绍锂离子电池电极材
料的发展现状。
锂离子电池电极材料的发展 1970年代的首
个锂电池。锂电池的正极材料是二氧化锰或
亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池
即有电压，无需充电且不宜充电。1982年
R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具
有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且
可逆。1983年M.Thackeray、J.Goodenough
等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有
低价、稳定和优良的导电、导锂性能。1989
年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用
聚合阴离子的正极将产生更高的电压。1991
年日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以
含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过
程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就
是锂离子电池。1996年Padhi和Goodenough
发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂
(LiFePO4)，比传统的正极材料更具安全性，
尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离
子电池材料。因此已成为当前主流的大电流
放电的动力锂电池的正极材料。
纵观电池发展的历史，可以看出当前绿色环
保电池迅猛发展，包括锂离子蓄电池、氢镍
电池等；一次电池向蓄电池转化，符合可持
续发展战略；同时电池进一步向小、轻、薄
方向发展。在商品化的可充电池中，锂离子
电池的比能量最高，可以实现可充电池的薄
形化，且无污染，具备当前电池工业发展的
三大特点，因此在发达国家中有较快的增长。
锂离子电池负极材料进展 自从 P.Poizot
等报道过渡金属氧化物可以作为锂离子电
池负极材料这一研究后，金属氧化物负极便
逐渐引起人们的重视。结构对于锂离子电池
负极材料的性能具有重要影响，按 结构分
类近年来被探索当做锂离子电池负极材料
的金属氧化物(Sn、Co、Fe、Ni、Ti、Cu、
Mo、Mn 的氧化物)材料主要包括：低维度金
属氧化物负极材料、核壳结构金属氧化物负
极材料、多孔结构金属氧化物负极材料、微
/纳米尺度金属氧化物负 极材料以及特殊
形貌金属氧化物负极材料。低维度纳米结构
氧化物负极材料主要包括：零维结构的 纳
米颗粒、一维结构的纳米棒、纳米管、纳米
线、纳米纤维等。纳米颗粒由于颗粒尺寸小，
比表面积大，可以有效降低锂离子的迁移路
径，缓解锂离子插入/脱出活性材料产生的
内应力。因此用纳米颗粒作为负极材料有望
改善材料的循环稳定性，延长循环寿命。
电极材料的容量高，循环寿命长，倍率性能好在实际应用中是非常可取的。但是对于低维度单一相的材料来说同时实现这些目标是很困难的，因此设计合成纳米复合材料，包含两种或两种以上成分的材料，如由具有协同作用的混合成分组成的核/壳结构就得到了广泛研究。核/壳可分为两种:核/壳纳米颗粒，同轴纳米电缆。通常核部分是具有高储锂容量的电化学活性材料，壳材料最常用的为碳材料，碳材料可以增加电导率，防止活性材料团聚，增强稳定性，缓冲内部活性材料体积变化产生的内应力，同时金属纳米颗粒也可被用作外壳。 孔结构材料具有大的表面积可以使Li+的传输更容易进行，同时纳米颗粒之间孔隙可增加电解液进入纳米结构的深度，提高锂离子的扩散系数，有利于Li+的插入和脱出。因此设计合成具有多孔结构负极材料是提高锂离子电池性能的有效途径之一。纳米材料表面介孔的存在可以缓解材料在循环过程中体积膨胀产生的应力，使材料具有好的循环稳定性和优越的倍率性能。 合成纳米材料的成本高，纳米材料表面易发生副反应，同时纳米材料的热力学稳定性低。因此设计合成微/纳米结构氧化物负极材料利用微米结构和纳米结构优势互补，利用材料的协同作用是发展锂离子电池负极材料的一个趋势。但是目前关于改善微纳米尺度复合材料的循环稳定性报道不多，可作为一个新的方向加以研究。 材料的形貌和结构对材料嵌锂性能的影响往往很大，尤其对于微/纳米尺度的材料而言，当材料的形貌和结构不同时，其性能会发生很大变化。近来研究者越来越多的使用不同的方法制备具有特殊结构和形貌的微纳米氧化物提高其脱嵌锂能力。 锂离子电池正极材料进展 目前正在研究开发的锂离子电池正极材料有许多体系，主要包括层状锂钴氧化物系列、层状锂镍氧化物
系列、尖晶石型锂锰氧化物系列和橄榄石型
磷酸铁锂系列。LiCoO2因为具有很好的电化
学性能，作为锂离子电池商业化正极材料被
广泛应用，但是由于该材料Co属于稀缺资
源，价格昂贵，容易对环境造成污染以及在
电压高于4.3Ｖ时不稳定等缺点，限制了该
材料在将来混合电动和纯电动汽车上的应
用；而LiNiO2的稳定性差，易引起安全问
题，容易发生阳离子混排和生成非化学计量
结构化合物，且合成较难；LiMn2O4在循环
使用过程中容易发生晶型转变、
Jahn-Teller效应和锰离子的溶解，导致电
池容量衰减较快和高温性能不理想。对此，
学者们对镍钴锰3种过渡金属的各种配比进
行了深入的研究，其中三元素材料
Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2被认为是锂离子电
池中很具有发展前景的正极材料。该材料表
现出较高的可逆容量，很好的循环性能和热
稳定性，然而较高容量的释放会引起材料主
体结构的破坏进而影响材料的循环性能.在
Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2基础上额外添加锂、
锰金属，与Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2电荷补
偿的氧形成类Li2MnO3的区域，它与主体结
构Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2形成
xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni、Co、Mn）富
锂锰基固溶体体系。
xLi2MnO3·(1-x)Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2
系列的混合材料因其较高的容量已成为非
常有前景的锂离子电池正极材料。目前研究
推测，Li2MnO3部分可以稳定电极结构，并
且当电压在4.5～4.8V，能够以Li2O的形式
脱出锂从而提高材料的放电容量。材料的电
化学性能与合成材料的方法有着密切关系。
目前，锂离子电池复合材料
xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Ni,Co,Mn)的合成
还处于发展阶段，主要的制备方法有共沉淀
法、溶胶凝胶法、固相 法、燃烧（蔗糖辅
助）法和水热法等。
前景与展望 随着科学技术的不断发展和社
会需求的不断进步，锂离子电池将拥有更加
广阔的发展前景，同时也有着很大的改进空
间。从目前人们的需求来看，一方面需要锂
离子电池能够向更加薄型化轻型化的方向
发展，另一方面对锂离子电池的使用寿命和
比能量也有着越来越高的要求。与此同时，
更重要的是制作锂离子电池的材料要能够
符合保护环境和可回收可持续发展的要求。
本文综述的锂离子电池正负极材料均为目
前符合多种需求、有着良好前景的无机材料,
希望在日后能够得到大力发展。
附录
[1] 白莹，李雨，仲云霞，陈实，吴锋，吴
川，锂离子电池富锂过渡金属氧化物
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