理論上具有層狀結構和尖晶石結構的材料,都能做鋰電池的正極材料,但由于制備工藝上存在困難,目前所用的正極材料仍然是鈷、鎳、錳的氧化物Li Co02,LiNi02,LiMn2 04,LiCol-x Ni02,Lil+,MnO,LiM、.Mn2O4等,其中LiC002屬a—NaFeO2結構,適合于鋰離子嵌入,理論容量為274 mAh,實際容量為140 mAh•IAC002制備工藝簡單,開路電壓高,比能量大,循環壽命長,能快速充電,電化學性能穩定,早已商品化。LiNiO2由于制備過程控制條件不同,很容易形成非化學計量化合物,致使電化學性能不穩定,不耐過充電,LiMn2O4耐過充電,安全性能好,但循環性能差,高溫55℃以上容量衰減快,理論上比容量相對較低148mAh,難以制得純凈的單相產物,而且充放電時尖晶石結構不穩定,由于LiNiO2,LiMn2O4;用作于鋰電池組的鋰離子正極材料尚未取得滿意結果,許多研究工作者正在進行LiNiO2,LiMnO4的改性研究,既將LiCoO2中的鈷用部分鎳代替,LiNiO2中的鎳用部分錳代替。
上述的Co,Ni,Mn的鋰氧化物外,將來有可能用作正極材料的有LiFeO4,LiNiVO4,Li5V5O15,海洋錳結核、納米尖晶石LiMn2O4等。
常用的正極材料制備低溫合成法;
低溫合成法有低溫固相合成法、共沉淀法、溶膠一凝膠法、Pechini法。
1.低溫固相合成法,訪方法與高溫固相合成法類似,只是焙燒溫度低一些。
2.共沉淀法,將鋰鹽與含鈷或鎳、錳的溶液混合,調節PH值至生成沉淀,經過濾,洗滌,烘干得前驅體,再在一定溫度下焙燒而成的產品。
3.溶膠-凝膠法,這種方法實際上是共沉淀法的一個分支,是基于金履離子水解和凝聚作用,沉淀成膠體顆粒,經于燥成干凝膠,把干凝膠于給定的溫度下焙燒得產品。
4.Prvhini法,將配位體(如檸檬酸等)和乙二醇溶于水,加入鋰鹽和含鈷、鎳、錳的化物溶解,讓配位體與金屬離子發生配位作用,然后加熱到100℃以上,使配合物與乙二醇發生酯化作用,除去多余的乙二醇,變成粘稠液,經真空干燥形成聚合物前驅體,最后在給定溫度下焙燒,得粉狀產品。
使用正極材料鋰離子電池用的LiCoO2應達到一定的物理性能和電化學性能,才具有完善的晶體結構,可循環性能好。