(2)在进行嵌入/脱嵌过程中，锂离子要具有良好的嵌入和脱嵌可逆性，并且在
这个过程中正极材料的结构应该变化很少，这样有利于提高锂离子电池的循环
性能，具有大量的界面结构和表观结构，有利于增加嵌锂的空间位置，提高嵌
锂容量。
    (3)

“

”

正极材料需具有大孔径隧道结构，以便锂离子在 隧道 中有较大的扩散系

数和迁移系数，并具有良好的电子导电性和离子导电性，这样可减少极化，提
供最大工作电流。
    (4)作为正极材料的嵌入化合物，应该与电解液尽可能的少反应或者不反应，
彼此间的化学相容性要好，在整个充放电过程中电化学稳定性高，并且与电解
质
保持良好的热稳定性，以保证工作的安全。

(5)过渡金属离子在嵌入化合物中应具有较高的氧化还原电位，从而使电池

的输出电压高。氧化还原电位随锂离子的变化尽可能少，这样电池的电压不会
发生显著地变化，可保持较平稳的充电和放电。

(6)电解液的稳定电位区间大于电池的应用电位区间。
(7)在产品的产业化方面，正极材料应该具备原材料容易获得，价格相对低

廉，对环境无污染，能量密度高，易于制作成各种形状的电极结构，提高锂离
子电池的性能价格比。

三元材料 LiNi

1/3

Co

1/3

Mn

1/3

O

2

的发展：

近年来，为应对汽车工业迅猛发展带来的诸如环境污染、石油资源急剧消

耗等负面影响，各国都在积极开展采用清洁能源的电动汽车 EV 以及混合动力
电动车 HEV 的研究。其中作为车载动力的动力电池成为 EV 和 HEV 发展的主
要瓶颈。

商业化的锂离子电池主要采用 LiCoO

2

作为正极材料，LiCoO

2

存在安全性和

耐过充性问题，Co 属于稀有资源，价格昂贵，且金属钴容易对环境造成污染。
而 LiNiO

2

的稳定性差，容易引起安全问题，需在氧气气氛下合成，并且容易发

生阳离子混排和生成非化学计量结构化合物。锰系正极材料价格低廉，资源丰
富，分布广泛，其中层状 LiMnO

2

是一种热力学不稳定材料，容量虽高，但是在

充放电过程中层状结构会向尖晶石型结构转变，导致比容量衰减快，电化学性
能不稳定。LiMn

2

O

4

在循环过程中容易发生晶型转变以及锰离子的溶解和 Jahn-

Teller 效应，导致电池容量衰减。LiFePO

4

可称为零污染正极材料，由于其在价

格便宜和高安全性方面的优势，而倍受重视，近年来，该材料得到广泛研究和
应用，但该材料电导率低，且振实密度小，因而，其应用领域依然受到很大限
制。

综合 LiCoO

2

,LiNiO

2

,LiMnO

2

三种锂离子电池正极材料的优点，三元材料的

性能好于以上任一单一组分正极材料，存在明显的协同效应，被认为是最有应
用前景的新型正极材料。通过引入 Co，能够减少阳离子混合占位，有效稳定材
料的层状结构，降低阻抗值，提高电导率。引入 Ni,可提高材料的容量。引入
Mn，不仅可以降低材料成本，而且还可以提高材料的安全性和稳定性。三元材
料可以按照不同比例，由镍钴锰三种金属元素组成复合型过渡金属氧化物，用
通式 LiNi

1-x-y

Co

x

Mn

y

O

2

来表示。目前比较普遍的做法是将 Ni/Mn 两种金属元素

的摩尔比固定为 1：1，以维持三元过渡金属氧化物的价态平衡，然后再调整它