鈷酸鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰材料分析

1、LiCoO2

在目前商業化的鋰離子電池中基本上選用層狀結構的LiCoO2作為正極材料。其理論容量為274mAh/g，實際容量為140mAh/g左右，也有報道實際容量已達155mAh/g。該正極材料的主要優點為：工作電壓較高（平均工作電壓為3.7V）、充放電電壓平穩，適合大電流充放電，比能量高、循環性能好，電導率高，生產工藝簡單、容易制備等。主要缺點為：價格昂貴，抗過充電性較差，循環性能有待進一步提高。

2、LiMn2O4

用于鋰離子電池正極材料的LiMn2O4具有尖晶石結構。其理論容量為148mAh/g，實際容量為90～120mAh/g。工作電壓范圍為3～4V。該正極材料的主要優點為：錳資源豐富、價格便宜，安全性高，比較容易制備。缺點是理論容量不高；材料在電解質中會緩慢溶解，即與電解質的相容性不太好；在深度充放電的過程中，材料容易發生晶格崎變，造成電池容量迅速衰減，特別是在較高溫度下使用時更是如此。為了克服以上缺點，近年新發展起來了一種層狀結構的三價錳氧化物LiMnO2。該正極材料的理論容量為286mAh/g，實際容量為已達200mAh/g左右。工作電壓范圍為3～4.5V。雖然與尖晶石結構的LiMn2O4相比，LiMnO2在理論容量和實際容量兩個方面都有較大幅度的提高，但仍然存在充放電過程中結構不穩定性問題。在充放電過程中晶體結構在層狀結構與尖晶石結構之間反復變化，從而引起電極體積的反復膨脹和收縮，導致電池循環性能變壞。而且LiMnO2也存在較高工作溫度下的溶解問題。解決這些問題的辦法是對LiMnO2進行摻雜和表面修飾。目前已經取得可喜進展。

3、LiFepO4

近年來研究的熱門鋰離子電池正極材料。其理論容量為170mAh/g，在沒有摻雜改性時其實際容量已高達110mAh/g。LiFepO4具有高穩定性、更安全可*、更環保并且價格低廉。LiFepO4的主要缺點是理論容量不高，室溫電導率低?；谝陨显?，LiFepO4在大型鋰離子電池方面有非常好的應用前景。但要在整個鋰離子電池領域顯示出強大的市場競爭力，LiFepO4也面臨若干性能方面的缺陷。