文 献 综 述

1.1 引言

锂离子电池因其具有比能量大，自放电小，质量轻和环境友好等优点而成为便携式电子产品的理想电源，也是未来电动汽车和混合电动汽车的首选电源。因此，锂离子电池及其相关材料已成为世界各国科研人员的研究热点之一。其中正极材料由于其价格偏高，比容量偏低而成为制约锂离子电池被大规模推广应用的瓶颈。

此外，和负极材料相比，正极材料能量密度和功率密度低，并且也是引发锂离子电池安全隐患的主要原因。虽然，锂电池的保护电路已经比较成熟，但对于电池而言，要真正保证安全，正极材料的选择十分关键。目前，在锂离子电池中使用量最多的正极材料有以下几种：层状的钴酸锂（LiCoO2）和镍钴锰酸锂（LiCoxNiyMnzO2），尖晶石锰酸锂（LiMn2O4）以及不同聚阴离子型的正极材料（LiMPO4）。但是，作为动力电池正极材料，其安全性尤为重要，正极材料的发展主要集中体现在寻求高能量密度，高功率密度，环境友好和价格便宜的电极材料。

1.2 锂离子电池工作原理，结构及特点

1.2.1 工作原理

锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池，因为它的正负极是由两种不同的锂离子嵌入化合物组成的。充电时，锂离子从正极的晶格间脱出，然后经过电解液运动到负极。若以呈层状结构并有很多微孔的碳作为负极，到达负极的锂离子就嵌入到多微孔的碳层中，这使负极处于富锂状态，而正极相反，处于贫锂状态。嵌入到负极的锂离子越多充电容量就越高。当对电池进行放电时，碳离子从碳负极脱出，回到正极，使得正极处于富锂状态，负极处于贫锂状态。回到正极的锂离子越多，放电容量就越高。也就是说在充放电过程中，锂离子在正负极之间不停移动，即锂离子处于从正极到负极，再回到正极的往复运动状态。在理想的充放电情况下，碳材料和正极材料的结构基本保持不变。锂离子也被称作摇椅式电池。以正极材料：LiCoO2，负极材料：石墨，电解液为：LiPF6为例，电极反应可表示为：

正极： （1-1）

负极： （1-2）

总反应： （1-3）