Caracteristicile și prețul bateriilor litiu-ion sunt strâns legate de materialul său electrod pozitiv. În general, materialul electrod pozitiv trebuie să îndeplinească: (1) În intervalul potențial de încărcare și descărcare necesar, are compatibilitate electrochimică cu soluția electrolitică; ( 2) Cinetica procesului electrodului delicat; (3) Foarte reversibil; (4) Stabilitate bună în aer sub stare completă de litiu.
Baterie litiu-ion
Odată cu dezvoltarea bateriilor litiu-ion, se efectuează în mod constant lucrări de cercetare privind materialele catodice de înaltă performanță și low-cost. În prezent, cercetarea se concentrează în principal pe oxizii metalici de tranziție a litiului, ar fi oxidul de cobalt litiu, oxidul de nichel litiu și oxidul de mangan de litiu.
Oxidul de cobalt litiu (LiCo02) aparține structurii de tip a-NaFe02 cu o structură stratificată bidimensională, care este potrivită pentru deintercalarea ionilor de litiu. Datorită procesului simplu de preparare, performanței stabile, capacității specifice ridicate și performanței bune a ciclului, majoritatea bateriilor litiu-ion comerciale actuale utilizează LiCo02 ca material catod. Metodele sale de sinteză includ în principal sinteza în fază solidă la temperatură înaltă și sinteza în fază solidă la temperatură scăzută, precum și metode chimice moi, ar fi metoda precipitațiilor acidului oxalic, metoda sol-gel, metoda frigului și căldurii și metoda de amestecare organică.
Oxidul de nichel litiu (LiNi02) este un compus cu structură de sare de rocă, cu o stabilitate bună la temperatură ridicată. Datorită ratei scăzute de auto-descărcare, cerințelor scăzute pentru electrolit, fără poluare pentru mediu, resurse relativ abundente și preț rezonabil, este un material catod promițător pentru a înlocui oxidul de cobalt litiu. În prezent, LiNi02 este sintetizat în principal prin reacția în fază solidă a Lui Ni(NO3)2, Ni(OH)2, NiCO3, NiOOH și LiOH, LiN03 și LiC03. Sinteza LiNi02 este mai dificilă decât LiCo02. Principalul motiv este că liNi02 stoechiometric este ușor de descompus în Li1-xNi1 + x02 în condiții de temperatură ridicată. Ionii de nichel în exces se află în stratul de litiu dintre planurile Ni02, împiedicând difuzarea ionilor de litiu. Va afecta activitatea electrochimică a materialului și, deoarece Ni3+ este mai dificil de obținut decât Co3+, sinteza trebuie efectuată într-o atmosferă de oxigen [2]
Oxidul de mangan de litiu este o modificare a materialelor tradiționale pozitive pentru electrozi. Spinel LixMn204 este în prezent cel mai utilizat pe scară largă, care are o structură tridimensională de tunel și este mai potrivit pentru deintercalarea ionilor de litiu. Oxidul de mangan cu litiu are materii prime abundente, costuri reduse, fără poluare, rezistență la suprapreț și siguranță termică mai bună. Are cerințe relativ scăzute pentru dispozitivele de protecție a siguranței bateriei și este considerat a fi cel mai promițător material catod pentru bateriile litiu-ion. Dizolvarea Mn, efectul Jahn-Telle și descompunerea electrolitului sunt considerate a fi principalele motive pentru pierderea capacității bateriilor litiu-ion cu oxid de mangan de litiu ca material catodic.
