過(guò)渡金屬氧化物

1.鈷酸鋰LCO

LCO正極材料是由Goodenough首次提出，并且由Sony首先將其并成功商業(yè)化。

優(yōu)點(diǎn)是高比容量，高電壓，低自放電已經(jīng)良好的循環(huán)性能，至今仍廣泛應(yīng)用。

重要的缺點(diǎn)是成本高，熱穩(wěn)定性差和高倍率和深循環(huán)的容量的快速衰上。

成本高是由于Co元素的價(jià)格高，可以在圖一中看到Co的價(jià)格。

熱穩(wěn)定性差是指高溫150℃狀態(tài)下正極LCO結(jié)構(gòu)被破壞釋放出大量的熱造成電池?zé)崾Э仄鸹鸨āCO是目前商業(yè)化正極材料中熱穩(wěn)定性最差的。雖然熱穩(wěn)定性也在很大程度上取決于非材料因素，例如電池設(shè)計(jì)和電池尺寸，但由于釋放的氧和有機(jī)材料之間的放熱反應(yīng)，LCO通常經(jīng)歷超過(guò)200℃的熱失控。

深循環(huán)（脫鋰電位4.2V以上，意味著大約50％以上的Li脫出）導(dǎo)致晶格畸變從而惡化循環(huán)性能。

對(duì)LCO的改性方面：對(duì)許多不同金屬（Mn,Al,Fe,Cr）作為鈷摻雜劑/部分代用品進(jìn)行過(guò)研究，雖然證明有一些效果，但對(duì)性能的提升有限。各種金屬氧化物的涂層（Al2O3,B2O3,TiO2,ZrO2），因?yàn)樗麄兊臋C(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性可以減少LCO的結(jié)構(gòu)變化和與電解質(zhì)的副反應(yīng)，增強(qiáng)的LCO穩(wěn)定性，甚至對(duì)深循環(huán)性能特性有一定改善。

2.鎳酸鋰LNO

LNO具有和LiCoO相同的晶體結(jié)構(gòu)和275mAh/g的類似理論比容量,與LCO相比重要在成本是低很多，但是LNO的問(wèn)題在于Ni2+有替代Li+的傾向在脫嵌Li的過(guò)程中會(huì)堵住Li的擴(kuò)散通道。安全性和穩(wěn)定性方面LNO比LCO更容易造成熱失控。另外在高SOC條件下的熱穩(wěn)定性差可通過(guò)Mg摻雜來(lái)改善，添加少量Al能提高兩者的熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能.

3.鎳鈷鋁酸鋰NCA

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA)目前已經(jīng)被商業(yè)化應(yīng)用，例如松下為Tesla開發(fā)的動(dòng)力鋰電池。其優(yōu)點(diǎn)在于擁有較高的比容量200mAh/g和相對(duì)LCO更好的日歷壽命。但在國(guó)內(nèi)剛剛處于起步階段。有關(guān)其失效模式有報(bào)道說(shuō)其在升高的溫度下（40-70℃）容量衰減，是由于SEI和微裂紋的生長(zhǎng)。

4.錳酸鋰LMO

LMO由于其穩(wěn)定性和較低的成本優(yōu)勢(shì)也得到了廣泛的應(yīng)用，但是其重要缺點(diǎn)是較差的循環(huán)性能，原因是在Li脫出的過(guò)程中其層狀結(jié)構(gòu)有變?yōu)榧饩Y(jié)構(gòu)的趨勢(shì)和循環(huán)過(guò)程中Mn的溶解的不利影響。具體講是由于Mn3+的歧化反應(yīng)形成Mn2+和Mn4+，2價(jià)Mn離子可以溶解在電解質(zhì)中破壞負(fù)極的SEI，所有含Mn的正極都存在這個(gè)反應(yīng)。伴隨著含Mn電極的電池老化，電解質(zhì)和負(fù)極中Mn的含量逐漸新增，石墨負(fù)極阻抗變大，這一點(diǎn)已經(jīng)很明顯。但比較LTO負(fù)極沒(méi)有顯著的變化（如下圖紅色曲線）。改性方面一般采用陽(yáng)離子參雜改善LMO的高溫循環(huán)穩(wěn)定性。