有关锂离子电池正极材料的那些值得了解的知识点

你知道锂离子电池正极材料吗?在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不知道它的一些组成部分，比如它可能含有的锂离子电池正极材料，那么接下来让小编带领大家一起学习锂离子电池正极材料。

提高锂离子电池的能量密度是近年来提出的新思路。高压数据包括两类正极数据:类尖晶石晶体结构和类橄榄石晶体结构。LiMPO4(M=Co,Ni)是一种典型的高压橄榄石晶体结构数据。其中，LiCoPO4放电电势4.8v,LiNiPO4放电电势5.2v，理论容量接近170mAh/g。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

5.2v是目前最高的充放电电压。由于没有相应的电解质，所以有关锂离子电池LiNiPO4正极数据的功能也没有报道。有关LiCoPO4数据的报道较多，但在现有电解质体系下得到的LiCoPO4数据的循环充放电功能很差。

同样道理，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

LiCoO2一般采用高温固相法制备，该种方法工艺简单、容易操作、适宜于工业化生产，但是也存在着以下缺点：反应物难以混合均匀，需要较高的反应温度和较长的反应时间，能耗大，产物颗粒较大，形貌不规则，均匀性差，并且难以控制，从而导致电化学性能重现性差。为了克服固相反应的缺点，溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、模板法等方法被用来制备LiCoO2，这些方法的优点是可以使Li+和Co2+之间充分接触，基本达到原子水平的混合，容易控制产物的粒径和组成。但是这类制备方法工序比较繁琐，工艺流程复杂，成本高，不适用于工业化生产。

不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

锂锰氧化物主要有层状LiMnO2和尖晶石型LiMn2O4两类。LiMnO2属于正交晶系，岩盐结构，氧原子分布为扭变四方密堆结构，其空间点群为Pmnm，理论比容量达到286mAh/g，充放电范围为2.5~4.3V，是一种较有开发前景的正极材料。缺点是其在循环过程中，晶型易转变为尖晶石型结构，使其比容量下降。目前提高其电化学性能的手段有掺杂和合成复合材料等。LiMn2O4为尖石型结构，立方晶系，Fd3m点群，其Mn2O4框架是一个四面体与八面体共面的三维结构，Li从Mn2O4框架中进行嵌入/脱嵌，在Li+嵌/脱过程中晶体各向同性地膨胀/收缩，晶体结构体积变化极小。

相信通过阅读上面的内容，大家对锂离子电池正极材料有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的设计水平。