Li:8aMn:16dO:32e图1-3尖晶石LiMn2O4结构示意图

1.3.5 磷酸铁锂正极材料

1997年，在美国德州大学，J.Goodenough教授和他的学生Padhi一起发现了橄榄石结构的LiFePO4，研究表明其具有良好的电化学性能[19]。他们在3.5V，0.05mA·cm-2下对材料进行充放电，其比容量能达到100~110mAh·g-1。这次的发现引起了大家对LiFePO4进行大量研究。

LiFePO4的结构是橄榄石结构，在这种的结构中，锂离子可以在充放电过程中自由脱嵌与嵌入。在对LiFePO4的研究发现，LiFePO4具有很多优点，首先达到了作为锂离子正极材料的基本要求，LiFePO4的理论比容量比较大，能达到170mAh·g-1；其次材料的结构在充放电过程中不发生改变；还有合成LiFePO4的工艺简单易实现，而且原料比较常见储量也很多，成本较低；最后LiFePO4材料的耐高温、耐过充电方面的性能比较好，这就使得在电池使用过程中的安全性得到很大保证[20]。基于以上的优点，磷酸铁锂得到了大量使用，尤其是在电动客车方面。

LiFePO4也并不是完美的，它也存在不足之处，在锂离子迁移速率和电子电导率方面就是LiFePO4材料的致命缺陷[21]，这严重影响了其在商业化道路的进程。目前，LiFePO4仍然是企业和研究学者研究的重点，他们主要对于短板进行研究，如提高LiFePO4锂离子迁移速率和电子电导率，还有就是如何提高低温下电化学性能。

1.3.6 LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料

锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2综合了LiNiO2的高比容量、LiCO2优越的循环性能和LiMnO2的高安全性能及低成本等优点[22]，在合成过程中可以对镍钴锰的量按照不同的比列来形成具有不同的化学计量比的锂镍钴锰氧化物，目前研究最多的为111型，同时也有向高镍三元材料发展趋势。镍钴锰三元正极材料的结构和LiNiO2、LiCoO2和LiMnO2的结构一样，都是α-NaFeO2型层状结构[23]。这样的结构使得有良好的电化学性能。从镍钴锰三元材料的合成发现到现在还没有十年，可是它的性质决定了它的前景非常广阔。目前世界各电池企业尤其是动力电池企业都一直在研发三元材料，向着比能量更高，安全性更好的方向在研究。