??? 在構成鋰離子電池正極材料的三個核心要素(含有鋰離子、具有可變價過渡金屬以及適合鋰離子脫嵌的空間結構)中,鋰離子的含量和可變價過渡金屬得失電子量決定了材料的理論比容量,過渡金屬和空間結構決定了材料的脫嵌鋰離子的電位。而空間結構也直接關系到材料的實際發(fā)揮容量、倍率性能以及安全性等指標。
正極材料的發(fā)展歷程鋰離子電池正極材料的研究開始于2 0世紀8 0年代初,J . B .Go o d e n o u g h課題組最早申請的鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)和錳酸鋰(LiMn2O4)的基本專利,奠定了正極材料的研究基礎。其中鎳酸鋰由于其結構穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差沒有在實際鋰離子電池中得到使用,盡管具有超過200mAh/g的放電比容量。
錳酸鋰在我國目前主要用于中低端電子產品中,通常和鈷酸鋰或者鎳鈷錳酸鋰三元材料混合使用。在國際上,特別是日本和韓國,錳酸鋰主要是用于動力型鋰離子電池中,通常是和鎳鈷錳酸鋰三元材料混合使用。到目前為止,鈷酸鋰仍在高端電子產品用小型高能量密度鋰離子電池領域占據正極材料主流位置,盡管其被鎳鈷錳酸鋰三元材料取代的趨勢不可逆轉。
J.B.Goodenough等在20世紀90年代發(fā)現(xiàn)的磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極材料在中國最近5年中掀起了投資和產業(yè)化的熱潮。同樣在20世紀90年代,從研究基本材料體相摻雜改性而發(fā)展起來的鎳鈷酸鋰二元材料(LiNi1-xCoxO2 )和尖晶石結構的5V材料(LiMn2-xMxO4, M=Ni, Co, Cr等)也被廣泛研究,盡管沒有產業(yè)化。進入21世紀以來,鎳鈷錳酸鋰三元材料(Li(Ni,Co,Mn)O2)和層狀富鋰高錳材料(Li2MnO3-Li(Ni,Co,Mn)O2)研究和開發(fā)成為熱點,其中鎳鈷錳酸鋰三元材料在本世紀前十年內(2001-2011)實現(xiàn)了商業(yè)化,而層狀富鋰高錳材料也許會在下一個十年內(2012~2020)成為鋰離子電池正極材料的主流。
正極材料的發(fā)展歷程鋰離子電池正極材料的研究開始于2 0世紀8 0年代初,J . B .Go o d e n o u g h課題組最早申請的鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)和錳酸鋰(LiMn2O4)的基本專利,奠定了正極材料的研究基礎。其中鎳酸鋰由于其結構穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性差沒有在實際鋰離子電池中得到使用,盡管具有超過200mAh/g的放電比容量。
錳酸鋰在我國目前主要用于中低端電子產品中,通常和鈷酸鋰或者鎳鈷錳酸鋰三元材料混合使用。在國際上,特別是日本和韓國,錳酸鋰主要是用于動力型鋰離子電池中,通常是和鎳鈷錳酸鋰三元材料混合使用。到目前為止,鈷酸鋰仍在高端電子產品用小型高能量密度鋰離子電池領域占據正極材料主流位置,盡管其被鎳鈷錳酸鋰三元材料取代的趨勢不可逆轉。
J.B.Goodenough等在20世紀90年代發(fā)現(xiàn)的磷酸鐵鋰(LiFePO4)正極材料在中國最近5年中掀起了投資和產業(yè)化的熱潮。同樣在20世紀90年代,從研究基本材料體相摻雜改性而發(fā)展起來的鎳鈷酸鋰二元材料(LiNi1-xCoxO2 )和尖晶石結構的5V材料(LiMn2-xMxO4, M=Ni, Co, Cr等)也被廣泛研究,盡管沒有產業(yè)化。進入21世紀以來,鎳鈷錳酸鋰三元材料(Li(Ni,Co,Mn)O2)和層狀富鋰高錳材料(Li2MnO3-Li(Ni,Co,Mn)O2)研究和開發(fā)成為熱點,其中鎳鈷錳酸鋰三元材料在本世紀前十年內(2001-2011)實現(xiàn)了商業(yè)化,而層狀富鋰高錳材料也許會在下一個十年內(2012~2020)成為鋰離子電池正極材料的主流。