锂离子电池常用含锂的变价金属化合物作为正极材料。在锂离子电池充放电过程中,锂离子从正极材料的晶体结构中脱出,为了维持材料的电中性,变价金属离子会被氧化为更高价态的离子,以稳定材料品体结构。作为理想的锂离子电池的正极材料一般需要具备如下几点特性:
(1)较高的氧化还原电位,能够发生尽可能多的锂离子的嵌人、脱出;
(2)在锂离子的嵌人、脱出过程中,材料的主体结构不改变或者只发生微小的变化;
(3)良好的化学稳定性,不与电解液发生反应;
(4)平稳的充放电电压平台,便于电池的控制管理;
(5)自放电率低;
(6)较高的锂离子扩散系数和电子的转移速率:
(7)材料资源丰富、廉价、环境友好、合成工艺简单。
锂离子正极材料按照材料的晶体结构类型可以分为层状结构、尖晶石型及榄石型。大部分研究者的研究工作都是围绕着这几类材料而展开的。
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