Характеристики і ціна літій-іонних батарей тісно пов'язані з його позитивним електродним матеріалом. Взагалі кажучи, позитивний електродний матеріал повинен відповідати: (1) В межах необхідного діапазону потенціалу заряду і розряду він має електрохімічну сумісність з розчином електроліту; ( 2) Щадна кінетика процесу електрода; (3) Дуже оборотний; (4) Хороша стабільність в повітрі при повному літієвому стані.
Літій-іонний акумулятор
З розробкою літій-іонних акумуляторів постійно проводяться науково-дослідні роботи з високоектуальних і недорогих катодних матеріалів. В даний час дослідження в основному зосереджені на оксидах літієвих перехідних металів, таких як оксид літію кобальту, оксид нікелю літію та оксид марганцю літію.
Оксид літієвого кобальту (LiCo02) відноситься до структури типу a-NaFe02 з двовимірною шаруватою структурою, яка підходить для деінтеркалації іонів літію. Завдяки простому процесу підготовки, стабільній продуктивності, високій питомій потужності та хорошій продуктивності циклу, більшість сучасних комерційних літій-іонних батарей використовують LiCo02 як катодний матеріал. Його методи синтезу в основному включають високотемпературний твердофазний синтез і низькотемпературний твердофазний синтез, а також м'які хімічні методи, такі як метод опадів щавлевої кислоти, метод соль-гелю, метод холодного і теплового, а також метод органічного змішування.
Літій-нікелевий оксид (LiNi02) - це сполука структури кам'яної солі з хорошою високою температурою. Через низьку швидкість саморозвантаження, низькі вимоги до електроліту, відсутність забруднення навколишнього середовища, відносно рясні ресурси і розумну ціну, це перспективний катодний матеріал для заміни оксиду літію кобальту. В даний час LiNi02 в основному синтезується твердофазною реакцією Ni(NO3)2, Ni(OH)2, NiCO3, NiOOH і LiOH, LiN03 і LiC03. Синтез LiNi02 складніше, ніж LiCo02. Основна причина полягає в тому, що стоїхіометричний LiNi02 легко розкладається на Li1-xNi1+x02 при високих температурних умовах. Надлишок іонів нікелю знаходяться в літій-шарі між площинами Ni02, що перешкоджає дифузії іонів літію. Це вплине на електрохімічну активність матеріалу, і оскільки Ni3+ важче отримати, ніж Co3+, синтез повинен здійснюватися в кисневій атмосфері [2]
Оксид марганцю літію є модифікацією традиційних позитивних електродних матеріалів. В даний час найбільш широко використовується Spinel LixMn204, який має тривимірну структуру тунелю і більше підходить для деінтеркалації іонів літію. Оксид літію марганцю має рясну сировину, низьку вартість, відсутність забруднення, стійкість до перезарядки і кращу теплову безпеку. Він має відносно низькі вимоги до пристроїв захисту від батарей, і вважається найперспективнішим катодом для літій-іонних акумуляторів. Розчинення Mn, ефект Ян-Теллі і розкладання електроліту вважаються основними причинами втрати ємності літій-іонних батарей з оксидом літію марганцю в якості катодного матеріалу.
