理论上具有层状结构和尖晶石结构的材料,都能做锂电池的正极材料,但由于制备工艺上存在困难,目前所用的正极材料仍然是钴、镍、锰的氧化物Li Co02,LiNi02,LiMn2 04,LiCol-x Ni02,Lil+,MnO,LiM、.Mn2O4等,其中LiC002属a—NaFeO2结构,适合于锂离子嵌入,理论容量为274 mAh,实际容量为140 mAh•IAC002制备工艺简单,开路电压高,比能量大,循环寿命长,能快速充电,电化学性能稳定,早已商品化。LiNiO2由于制备过程控制条件不同,很容易形成非化学计量化合物,致使电化学性能不稳定,不耐过充电,LiMn2O4耐过充电,安全性能好,但循环性能差,高温55℃以上容量衰减快,理论上比容量相对较低148mAh,难以制得纯净的单相产物,而且充放电时尖晶石结构不稳定,由于LiNiO2,LiMn2O4;用作于锂电池组的锂离子正极材料尚未取得满意结果,许多研究工作者正在进行LiNiO2,LiMnO4的改性研究,既将LiCoO2中的钴用部分镍代替,LiNiO2中的镍用部分锰代替。
上述的Co,Ni,Mn的锂氧化物外,将来有可能用作正极材料的有LiFeO4,LiNiVO4,Li5V5O15,海洋锰结核、纳米尖晶石LiMn2O4等。
常用的正极材料制备低温合成法;
低温合成法有低温固相合成法、共沉淀法、溶胶一凝胶法、Pechini法。
1.低温固相合成法,访方法与高温固相合成法类似,只是焙烧温度低一些。
2.共沉淀法,将锂盐与含钴或镍、锰的溶液混合,调节PH值至生成沉淀,经过滤,洗涤,烘干得前驱体,再在一定温度下焙烧而成的产品。
3.溶胶-凝胶法,这种方法实际上是共沉淀法的一个分支,是基于金履离子水解和凝聚作用,沉淀成胶体颗粒,经于燥成干凝胶,把干凝胶于给定的温度下焙烧得产品。
4.Prvhini法,将配位体(如柠檬酸等)和乙二醇溶于水,加入锂盐和含钴、镍、锰的化物溶解,让配位体与金属离子发生配位作用,然后加热到100℃以上,使配合物与乙二醇发生酯化作用,除去多余的乙二醇,变成粘稠液,经真空干燥形成聚合物前驱体,最后在给定温度下焙烧,得粉状产品。
使用正极材料锂离子电池用的LiCoO2应达到一定的物理性能和电化学性能,才具有完善的晶体结构,可循环性能好。