鋰離子電池正極材料的發展趨勢

自從70年代人們發現了可以嵌入鋰離子的TIS2金屬化合物，特別是90年代SONY采用可以嵌鋰的鈷酸鋰做陰極材料，石墨做陽極材料的鋰離子電池以來，鋰離子電池的負極材料一直是石墨類材料，錫類化合物和硅類化合物負極材料仍然沒有獲得大的進展；但是正極材料已經從鈷酸鋰材料一枝度秀，到鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷鐵酸鋰材料齊頭并進的發展趨勢。

鈷酸鋰材料作為第一代商品化的鋰離子電池正極材料，還有許多不可取代的優勢：材料的加工性能很好，密度高，比容量相對較高，材料的結構穩定，循環性能好，材料的電壓平臺較高且比較穩定，是目前最成熟，也是唯一商業化的正極材料，在短時間內，特別是在通訊電池領域還有不可取代的優勢。但是其存在的價格昂貴、容量幾乎發揮到了極限、資源緊缺、安全性差等缺陷使得其必然在最近的5到10年內遭受被取代命運。現在取代鈷酸鋰材料有兩個方向，一是在動力鋰電池領域，錳酸鋰和磷鐵酸鋰是最有希望的材料，二是在通訊電池領域，鎳鈷鋰和鎳鈷錳鋰三元材料是最有希望代替鈷酸鋰的正極材料。

錳酸鋰材料是除鈷酸鋰外研究最早的正極材料，通過多年的研究，材料的性能得到較大的改善。其較高的安全性，低廉的價格，使其在動力鋰電池領域有廣闊的應用前景；但是其較低的比容量，較差的循環性能，特別是高溫循環性能使得其應用受到了較大的限制，雖然通過最近幾年的研究，循環性能得到一定的改善，但是高溫循環性能還沒有得到較好的解決，推遲了其大規模商業化的步伐。

磷鐵酸鋰材料是最近兩年才快速發展起來的正極材料，其低廉的價格，較高的安全性能，較好的結構穩定性，優越的循環性能使得其作為動力鋰電池和備用電源領域有廣闊的應用前景，大有取代錳酸鋰之趨勢。但是其也存在一些難易解決的問題，特別振實密度低，體積比容量低，電導率低，低溫方電性能差，倍率放電差等問題要繼續研究和改進