b轴向LiFePO4的探讨+文献综述(3)
5) 清洁无污染
6) 工作温度范围大
7) 无记忆效应
1.4 锂离子电池正极材料的分类及简介
锂离子电池的电极材料和电解质的性能对电池的化学性能有很大的影响，在锂离子电池中，负极材料的密度和正极材料相比，小了很多，因此正极材料比负极材料对电池容量的影响因子大。
目前传统的正极材料主要有：氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂、镍钴锂三元材料[15]。这些材料各自存在的问题难以克服。所以，开发质高价廉的正极材料一直是研究者们研究的重点，也是目前研究的热点。传统的正极材料氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂，镍钴锂三元材料，各自存在着难以克服的缺陷。最终在1997年，Padhi等[16]在美国德克萨斯州立大学Goodenough教授的指导下，研究了几种过渡金属磷酸盐系材料的电化学性能，发现橄榄石型结构的磷酸亚铁锂（LiFePO4）。当前锂离子电池主要采用锂金属以及它的氧化物作为正极的材料，主要有层状结构的LiNiO2、 LiMnO2 、LiCoO2 和具有晶体机构的LiMn2O4。除了这些材料以外，聚阴离子材料LiFePO4也是正极材料的组成部分。
1.4.1 钴酸锂（LiCoO2 )
1980年，著名学者Mizushima 等人率先提出了以LiCoO2作为锂离子电池的正极材料，随后日本的索尼公司实现了锂离子电池的批量生产。和传统的正极材料相比，LiCoO2有很多优点，主要体现在可逆性强、容量高、电池利用效率高、输出电压稳定，所以是目前为止锂离子电池批量化生产使用最多的正极材料。LiCoO2的不足之处在于：钴资源有限，价格较贵，且对环境有污染。
通常情况下，LiCoO2的结构主要有层状和尖晶石。尖晶石结构的LiCoO2的热稳定性能不好，循环使用效率低下。所以在研究和生产中，如果提到LiCoO2，通常指的就是具有层状架构的LiCoO2，这种结构的锂离子电池的输出电压稳定、工平稳、使用效率高、对环境污染小，非常适用于大电流放电的电池，所以在锂离子电池中研究领域，使用的最多。而且，这种结构的LiCoO2加工工艺好，制造成本低，所以非常适合批量化生产。
LiCoO2和a-NaFeO2一样，是层状架构的晶体，Li+和CO3+分别位于立方体的积氧层中交替的八面体位置晶格常数a=02805nm，b=0.2805nm，c=1.406nm。然而根据微观力学，我们可以知道Li+和CO3+与氧原子之间的作用力不相同，因为氧原子的空间分布不是理想的立方体结构，呈现出对称性，这样的结构对锂离子的嵌入和脱出非常有利，现在世界各国的锂离子电池的正极材料几乎全是LiCoO2。虽然LiCoO2具有种种优点，并在小电池上取得了成功，但由于钴资源匮乏、价格较高、安全性差等缺点，在动力电池中的应用不具优势[17]。
1.4.2 镍酸锂 （LiNiO2）
镍酸锂是目前研究的各种正极材料中比容量最高的正极材料，理想的LiNiO2
材料具有与LiCoO2类似的α-NaFeO2型层状结构，空间群为R m，晶格常数a=0.2885nm，b=0.2885nm、e=1.420nm。其理论比容量为275 mA•h/g，实际比容量约为190～210 mA•h/g，工作电压范围为2.5～4.1V。Li+扩散系数 D=2x10-8cm2/S。
与LiCoO2相比，LiNiO2具有比容量高、价格低等优点，但存在合成困难，热稳定性能差等问题，而且LiNiO2材料表面易生成Li2CO3，影响正常使用，它的安全性也是限制其应用的一个因素[18]。
1.4.3 锰酸锂 （LiMn2O4）
锰酸锂具有资源丰富、价格便宜、无毒等优点，近年来国外学者对其进行了广泛的研究。锂锰氧化物主要有4V锂离子电池的尖晶石系列LiMn2O4和3V，层状LiMnO2系列。
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