锂离子电池层状结构三元正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2研究进展之一

锂离子电池作为便携式电子产品(如笔记本电脑、移动通信设备、相机等)的主要电源受到人们广泛关注"21。目前，锂离子电池中所使用的正极材料主要有LiNiaCouMnaO2、LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO,等。

其中，LiCoO2是最早实现商业化生产的锂离子电池正极材料,但是由于其比容量偏低(约140 mA.h.g'),且价格昂贵,毒性较大,使其在未来高功率密度和高能量密度设备中的大规模应用受到限制。

2001年，Ohzuku等首次报道了三元正极材料LiNisCo1sMny3O2,在电压区间3.5~5.0 V,电流密度0.17 mA NaN 2时，其放电比容量高达200 mA.h.g;。之后,三元层状LiNinCov3MnuaO2正极材料受到广泛关注。三元层状结构正极材料LiNinsCoy3Mny3O2因其具有高可逆容量,稳定结构,高热稳定性和相对较低成本,成为LiCoO2最具前景的替代材料之- .15-161.。

三元层状结构正极材料LiNinsCov3MnuzO2结合了LiCoO2 、LiNiO2、LiMnO2的优点，且其性能优于各个单- -组分正极材料,存在明显的三元协同效应。Ni、Co及Mn3种元素在三元体系正极材料中的平均氧化态分别为+2.+3.+4,且作用各不相同。Ni2*离子有 助.于提高材料的可逆容量;Mn*离子在材料中没有电化学活性,只对材料的结构起支撑作用,降低材料成本,改善材料的安全性能;Co*离子的存在能稳定三元体系的层状结构,抑制锂镍阳离子混排,提高材料导电性和倍率性能。

但LiNi,sCo1sMnyzO2材料在可持续高功率密度的应用过程中,其循环稳定性和大倍率放电性能仍有待提高。近年来,锂电池研究者采用不同的合成，掺杂和改性方法提高LiNinsCorsMnusO2材料的电化学性能,以期满足未来高功率密度和高能量密度设备中日益增长的需求。本文综述三元层状结构正极材料LiNinCo1sMnnO2的研究进展，重点探讨优化材