锂离子电池正极材料的研究现状和展望.doc

本文由兰大材料物理贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 维普资讯 第３ ６卷 第 ３期　 ２０ ０ ７年 ３月　 化 工 技 术 与 开 发　 Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ３ １３ 　 ．　 Ｍ ａ．０ ７ ｒ２ ０ 　 Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ＆ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ　 ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓｒ 　 ｃ ｎ ｌｇ ｖ ｌｐ ｎ　 ｆ Ｃｈ ｍｉａ　ｎ ｕ ｔｙ 锂 离 子 电池 正 极 材 料 的研 究 现 状 和展 望　 曹艳军 ， 龙翔 云 ， 云峰　 程 （ 广西大学化学化工 学院 ， 广西 南宁 摘 ５００ ） ３０４　 要： 介绍 了锂离子 正极 材料氧化钴锂 、 氧化镍 锂、 酸铁 锂等的研 究开发现状 ， 磷 对其特性进行 了总结 。 　 文献标识码 ： Ａ　 文章 编号 ：６ １９０ （ ０７ ０ —０ ６０ 　 １ ７ —９５ ２ ０ ）３０ １—３ 关键词 ： 锂离子 电池 ； 正极材料 ； 容量　 中图分类号 ： ９ １ ＴＭ　１　 锂离子 电池是以 ２ 种不同的能够可逆地插入及　 脱出锂离子 的嵌锂化合物分别作为电池 的正极和负　 极的 ２ 次电池体 系。充电时， 锂离子从正极材料的　 晶格中脱 出， 经过 电解质后插入到负极材料 的晶格　 中， 使得负极富锂 ， 正极贫锂 ； 放电时锂离子从负极　 材料 的 晶格 中脱 出 ， 过 电解 质 后插 入 到 正 极材 料　 经 的晶格中， 使得正极富锂 ， 负极贫锂。这样正负极材　 料在 插入及 脱 出锂 离子 时相 对 于金 属锂 的电位 的差　 值， 就是电池的工作 电压【ｌ ｌ　 。 锂离子 电池是性 能卓越 的新一代绿 色高能电　 池　 已成为高新技术 发展 的重点之一。锂离子电　 ２， 池具有以下特点 ： 高电压、 高容量、 低消耗、 无记忆效　 应、 无公害、 体积小、 内阻小、 自放电少、 循环次数多。 　 因其上述显著特点 ， 锂离子电池已应用到移动电话、 　 笔记本电脑、 摄像机、 数码相机等众多民用及军事领　 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【 　 ３ ￣ 锂离子 电池 的 主要 构 成 材 料 包 括 电解 液 、 隔离　 ① 层 状或 隧道 结 构 ， 以利 于锂 离 子 的脱 嵌 ， 且　 在锂离子脱嵌时无结构上的变化 ， 以保证 电极具有　 良好 的可逆 性 能 ； 　 ② 锂离子在其中的嵌入和脱出量大， 电极有较　 高的容量 ， 并且锂离子脱嵌时 ， 电极反应的自由能变　 化不大 ， 以保证电池充放电电压平稳 ； 　 ③ 锂离子在其 中应有较大的扩散系数 ， 以使电　 池有 良好 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　 材料。一方面过渡金属存在混合价态 ， 电子导电性　 比较 理想 ， 另一 方 面不 易发 生 歧 化 反应 ［ 　。理论 上　 具有层状结构和尖 晶石结构的材料 ， 都能做锂离子　 电池的正极材料 ， 由于制备工艺上存在困难 ， 但 目前　 所 用 的正极 材料 仍 然 是钻 、 、 的 氧化 物 ， 镍 锰 常见 的　 正极 材 料 有 ： 化 钻 锂 （ｔｉｍ　ｏａｔ ｘｄ） 氧 化　 氧 １ｈｕ ｃｂｌｏ ｉｅ、 ｉ 　 镍锂 （ｉ ｉ 　ｉ ｅ ｏｉｅ、 １ｈｕ ｎｃ ｌ ｘｄ） 氧化 锰 锂 （ｔｉ 　 ｎ　 ｔｍ ｋ　 １ｈｕ ｍａ— ｉ ｍ ｇｎｓ　ｘｄ） 钒 的氧化物 （ａａｉ 　ｘｄ）６。另　 ａｅｅｏｉｅ和 ｖｎｄｕ ｏｉｅ［ ｍ ］ 外还 出现 了一 些 新 型 的正 极 材 料 ， ＬＦＰ 正极　 如 ｉｅＯ４ 膜、 正负极材料等。正极材料占有较大比例 （ 正负极　 材料的质量比例 为 ３ １ ：） 因此正极材料 的性　 ： ～４ １ ， 能直接影响着锂离子 电池的性能 ， 其成本也直接决　 定电池成本高低　Ｊ 。 　 材料和导电聚合物正极材料　 。 ］ 　 １ １ 氧化钴 锂 （ｉｏ ￣　 ． ＬＣ Ｏ ） ＬＣ Ｏ２ 有 ３种 物相 ， ｉｏ 具 即层 状 结 构 相 、 晶石　 尖 型结构相和岩盐结构相。 目 前在锂离子电池中应用　 １ 正极材料　 　 正极材料在性质上一般应满足以下条件： 　 ① 在要求 的充放 电电位范围 ， 与