由于鹵化物的電子導(dǎo)電比氧化物差,為了提高功率,鋰電池正極材料一般采用氧化物作為宿主結(jié)構(gòu)。
氧化物宿主結(jié)構(gòu)是帶有密堆積的氧的點陣,可以是層狀的,也可以像錳的尖晶石一樣被束縛在三堆(3D)結(jié)構(gòu)中。在鋰電池充電時,鋰可能很快嵌入在有很強(qiáng)鍵力的夾層中成為夾層化合物,也可能伴隨有來自液體電解質(zhì)的不利影響。
另一方面,在密堆積的氧陣中有很強(qiáng)的3D鍵在尖晶石中出現(xiàn),對于嵌入的客體Li+而言,自由體積小,室溫淌度不大,限制了I(最大)。
當(dāng)離子和電子嵌入、脫嵌時,正極材料LiMO2結(jié)晶結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化的反應(yīng),稱作均一固相反應(yīng)(M-Co或Ni等)。
隨著鋰離子嵌入,電池電壓將減小,出現(xiàn)S形電壓曲線。
如果伴隨離子的嵌入和脫嵌,氧化物的結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生變化,則電池電壓隨活性物質(zhì)的消耗而急劇減少,出現(xiàn)L形電壓曲線.
鋰離子電池正、負(fù)極都是均一固相反應(yīng),因此,具有良好的循環(huán)特性。過渡金屬氧化物L(fēng)iCoO2中低自旋配合物多,晶格體積小,在鋰離子嵌入、脫嵌時,晶格膨脹收縮性小,結(jié)晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此循環(huán)性能好。