由于鹵化物的電子導電比氧化物差,為了提高功率,鋰電池正極材料一般采用氧化物作為宿主結構。
氧化物宿主結構是帶有密堆積的氧的點陣,可以是層狀的,也可以像錳的尖晶石一樣被束縛在三堆(3D)結構中。在鋰電池充電時,鋰可能很快嵌入在有很強鍵力的夾層中成為夾層化合物,也可能伴隨有來自液體電解質的不利影響。
另一方面,在密堆積的氧陣中有很強的3D鍵在尖晶石中出現,對于嵌入的客體Li+而言,自由體積小,室溫淌度不大,限制了I(最大)。
當離子和電子嵌入、脫嵌時,正極材料LiMO2結晶結構不發生變化的反應,稱作均一固相反應(M-Co或Ni等)。
隨著鋰離子嵌入,電池電壓將減小,出現S形電壓曲線。
如果伴隨離子的嵌入和脫嵌,氧化物的結構形態發生變化,則電池電壓隨活性物質的消耗而急劇減少,出現L形電壓曲線.
鋰離子電池正、負極都是均一固相反應,因此,具有良好的循環特性。過渡金屬氧化物LiCoO2中低自旋配合物多,晶格體積小,在鋰離子嵌入、脫嵌時,晶格膨脹收縮性小,結晶結構穩定,因此循環性能好。