锂离子电池正极材料的研究现状和展望.docxVIP

本文由兰大材料物理贡献 本文由兰大材料物理贡献 本文由兰大材料物理贡献 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 2 0 0 7年3月 化 For pers onal use only in study and research; not for commercial use 工 技 术 For pers onal use only in study and research; not for commercial use 与 开 发 V0 . 6 No 3 13 . M a. 0 7 r2 0 Teh oo y De eo me to e c 11 d sr c n lg v lp n f Ch mia nuty 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 5 0 0 ) 3 0 4 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 ( 0 7 0 — 0 6 0 1 7 — 9 5 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【1 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 TOC \o 1-5 \h \z 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 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 7 7 7 7 良好 的可逆 性 能 ； 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（ ti m oat xd) 氧 化 氧 1hu c :bl o i e i 镍锂 （i i i eo ie、 1h un c 1 xd) 氧化 锰 锂 （t i n tm k 1hu ma — im gns x d) 钒 的氧化物 （aai x d) 6。 另 ae eoie 禾口 V nd u oi e[ m ] 外还 出现 了一 些 新 型 的正 极 材 料 ,LFP 正极 如 ie 0 4 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（i。— .LCO）LCO2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 ， 与电解 质溶液具 有相 容性 ； ② 温 和 的电极 过程 动力 学 ； 最多的是层状LC 0 2其理论容量为2 4mA io , 7 h ? g实际容量 10 5 h g 1 1优点为：?，4?15mA?—[。其8 工作电压高 ， 充放电电压平稳 ， 适合大电流放 电， 比 能量高 ， 循环性能好（ 循 环寿命 已达 10 次）