锂离子电池正极材料的要求锂离子电池正极材料

锂电池的正极材料有哪些
主要包括：锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和聚阴离子正极材料系列。
1.锂钴氧化物
锂钴氧化物是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。
2.锂镍氧化物
镍酸锂（）为立方岩盐结构，与相同，但其价格比低。理论容量为/g，实际比容量为140~/g，工作电压范围为2.5V~4.2V，无过充或过放电的限制，具有高温稳定性好，自放电率低，无污染，是继之后研究得较多的层状化合物。但作为锂离子电池正极材料存在以下问题亟待研究解决。
3.锂锰氧化物
我国锰资源储量丰富，而且锰无毒，污染小，因此层状结构的和尖晶石型的都成为了正极材料研究的热点。
4.锰镍钴复合氧化物
层状锰镍钴复合氧化物正极材料综合了、、三种层状材料的优点，其综合性能优于以上任一单一组分正极材料，存在明显的三元协同效应：通过引入Co，能够减少阳离子混合占位情况，有效稳定材料的层状结构；通过引入Ni，可提高材料的容量；
5.锂钒氧化物
钒为多价态金属，与锂可形成多种氧化物，主要包括层状的LiVO2、、Li1+xV3O8和尖晶石型、反尖晶石型(M=Ni，Co) 。
6.锂铁氧化物
随着锂二次电池的出现，人们对可脱嵌锂离子的层状就进行了许多深入的研究。但由于Fe4+/Fe3+电对的Fermi能级与Li+/Li的相隔太远，而Fe3+/Fe2+电对又与Li+/Li的相隔太近，因此层状一直未能得到应用。
锂离子电池的正极为什么用铝箔，而负极用铜箔？
1、铜铝箔导电性好，质地软，价格便宜。
2、铜铝箔在空气中也相对比较稳定。
3、锂电池正负极电位决定正极用铝箔，负极用铜箔，而非反过来。正极电位高，铜箔在高电位下很容易被氧化，而铝的氧化电位高，且铝箔表层有致密的氧化膜，对内部的铝也有较好的保护作用。
金属铝的晶格八面体空隙大小与Li 大小相近，极易与Li形成金属间隙化合物，Li 和Al不仅形成了化学式为LiAl的合金，还有可能形成了Li?Al?或Li?Al? 。
由于金属Al与Li 反应的高活泼性，使金属Al消耗了大量的Li，本身的结构和形态也遭到破坏，故不能作为锂离子电池负极的集流体；而Cu在电池充放电过程中，只有很少的嵌锂容量，并且保持了结构和电化学性能的稳定，可作为锂离子电池负极的集流体。
Cu箔在3.75V时，极化电流开始显著增大，并且呈直线上升，氧化加剧，表明Cu在此电位下开始不稳定；而铝箔在整个极化电位区间，极化电流较小，并且恒定。
没有观察到明显腐蚀现象的发生，保持了电化学性能的稳定。由于在锂离子电池正极电位区间，Al的嵌锂容量较小，并且能够保持电化学稳定，适合作锂离子电池的正极集流体。
扩展资料
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。充电时加在电池两极的电势迫使正极的嵌锂化合物释放出锂离子, 通过隔膜后嵌入六方片层结构的石墨负极中; 放电时锂离子则从片层结构的石墨中析出, 重新和正极的嵌锂化合物结合, 锂离子的移动产生了电流。
锂离子电池的结构和充放电过程化学反应原理虽然很简单, 然而在实际的商业化应用中需要考虑很多问题。例如, 正负极材料的导电性能、充放电电位、活性、脱插锂的结构稳定性能、倍率性能和安全性能等, 以及电解液的稳定性、导电性和环境适应性等。
除上述因素外, 锂离子电池的内阻必须足够小, 只有这样才能保证使用的可靠性和较长的循环寿命。这不仅取决于正负极活性, 而且与集流体有着相当大的关系。

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