1 四种主要的锂电池正极材料 LiCoO2 锂离子从LiCoO2 中可逆脱嵌量最多为0.5 单元.Li1-xCoO2 在x=0.5 附近发生可逆相变,从三方对称性转变为单斜对称性。该转变是由于锂离子在离散的晶体位置发生有序化而产生的,并伴随晶体常数的细微变化。但是,也有人在x=0.5附近没有观察到这种可逆相变。当x>0.5 时,Li1-xCoO2 在有机溶剂中不稳定,会发生释氧反应;同时CoO2 不稳定,容量发生衰减,并伴随钴的损失。该损失是由于钴从其所在的平面迁移到锂所在的平面,导致结构不稳定,使钴离子通过锂离子所在的平面迁移到电解质中。因此x 的范围为0≤x≤0.5,理论容量为156mA·h/g。在此范围内电压表现为4V 左右的平台。当LiCoO2 进行过充电时,会生成新的结构 当校子处于纳米范围时,经过多次循环将产生阳离子无序,部分 O3相转变为立方尖晶石相结构,导致容量衰减。粒子小时,由于锂离子的扩散路径短,形成的SEI膜较粒子大的稳定,因此循环性能好。例如,70nm的粒子好于300nm的粒子。粒子大小对自放电也具有明显影响。例如粒子小,自放电速率快。粒径分布窄,粒子的球形性越好,电化学性能越佳。最佳粒子大小取决于电池的要求。 尽管 LiCoO2与其它正极材料相比,循环性能比较优越,但是仍会发生衰减,对于长寿命需求的空间探索而言,还有待于进一步提高循环性能。同时。研究过程发现,LiCoO2经过长时期的循环后,从层状结构转变为立方尖晶石结构,特别是位于表面的粒子;另外,降低氧化钴锂的成本,提高在较高温度(<65℃)下的循环性能和增加可逆容量也是目前研究的方向之一。采用的方法主要有掺杂和包覆。 作为锂离子电池正极材料的锂钴氧化物能够大电流放电,并且放电电压高,放电平稳,循环寿命长。.因此成为最早用于商品化的锉离子蓄电池的正极材料,亦是目前广泛应用于小型便携式电子设备(移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等)的正极材料。LiCoO2 具有a-NaFeO2 型二维层状结构,适宜于锂离子在层间的嵌人和脱出,理论容量为274 mA·h/g。在实际应用中,该材料电化学性能优异,热稳定性好,且初次循环不可逆容量小。实际可逆容量约为120~150 mA·h/g,即可逆嵌人/脱出晶格的锂离子摩尔百分数接近55 %。 在过充电条件下,由于锂含量的减少和金属离子氧化水平的升高,降低了材料的稳定性。另外由于Co 原料的稀有,使得 LiCoO2 的成本较高。 LiCoO2 生产工艺相对较为简单,其传统的合成方法主要有高温固相合成法和低温固相合成...