Litiumjonbatteriernas egenskaper och pris är nära besläktade med dess positiva elektrodmaterial. Generellt sett bör det positiva elektrodmaterialet uppfylla: (1) Inom det erforderliga laddnings- och urladdningspotentialområdet har det elektrokemisk kompatibilitet med elektrolytlösningen; ( 2) Mild elektrod process kinetik; (3) Mycket reversibla. (4) God stabilitet i luften under fullt litiumtillstånd.
Litiumjonbatteri
Med utvecklingen av litiumjonbatterier utförs ständigt forskningsarbete om högpresterande och billiga katodmaterial. För närvarande är forskningen främst inriktad på litiumövergångsmetalloxider som litiumkoboltoxid, litiumnicknickeloxid och litiummanganoxid.
Litiumkoboltoxid (LiCo02) tillhör a-NaFe02-typstrukturen med en tvådimensionell skiktad struktur, som är lämplig för avkalkning av litiumjoner. På grund av sin enkla förberedelseprocess, stabila prestanda, höga specifika kapacitet och goda cykelprestanda använder de flesta av de nuvarande kommersiella litiumjonbatterierna LiCo02 som katodmaterial. Dess syntesmetoder inkluderar huvudsakligen högtemperatursyntes av fast fas och lågtemperatursyntes av fast fas, liksom mjuka kemiska metoder som oxalsyrautfällningsmetod, solgelmetod, kall- och värmemetod och organisk blandningsmetod.
Litiumnickeloxid (LiNi02) är en bergsaltstrukturförening med god hög temperaturstabilitet. På grund av den låga självurladdningshastigheten, låga krav på elektrolyt, ingen förorening av miljön, relativt rikliga resurser och rimligt pris är det ett lovande katodmaterial för att ersätta litiumkoboltoxid. För närvarande syntetiseras LiNi02 huvudsakligen genom en solidfasreaktion av Ni(NO3)2, Ni(OH)2, NiCO3, NiOOH och LiOH, LiN03 och LiC03. Syntesen av LiNi02 är svårare än LiCo02. Huvudorsaken är att den stoichiometriska LiNi02 lätt bryts ned till Li1-xNi1+x02 under höga temperaturförhållanden. Överskott av nickeljoner finns i litiumskiktet mellan Ni02-planen, vilket hindrar diffusionen av litiumjoner. Det kommer att påverka materialets elektrokemiska aktivitet, och eftersom Ni3 + är svårare att få än Co3 +, måste syntesen utföras i en syreatmosfär [2]
Litiummanganoxid är en modifiering av traditionella positiva elektrodmaterial. Spinel LixMn204 används för närvarande mest, som har en tredimensionell tunnelstruktur och är mer lämplig för avkalkning av litiumjoner. Litiummanganoxid har rikliga råvaror, låg kostnad, ingen förorening, överladdningsbeständighet och bättre termisk säkerhet. Det har relativt låga krav på batterisäkerhetsskydd och anses vara det mest lovande katodmaterialet för litiumjonbatterier. Upplösningen av Mn, Jahn-Telle-effekten och nedbrytningen av elektrolyten anses vara de främsta orsakerna till kapacitetsförlusten av litiumjonbatterier med litiummanganoxid som katodmaterial.
