四大类锂离子电池正极材料进展

瞿波，张冰，郑胜男，施志聪，吴启辉

(1.泉州师范学院化学与生命科学学院，福建泉州362000；2.大连理工大学化工学院，辽宁大连116024；3.广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006)

四大类锂离子电池正极材料进展

瞿波1，张冰1，郑胜男2，施志聪3，吴启辉1

(1.泉州师范学院化学与生命科学学院，福建泉州362000；2.大连理工大学化工学院，辽宁大连116024；3.广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006)

作为目前最有前景的绿色储能设备，锂离子电池研发和应用有利于解决环境污染问题和缓解化石能源危机。在很大程度上，电极材料尤其是正极材料的选择，决定了锂离子电池的电化学性能。从层状氧化物正极材料、聚阴离子型正极材料、尖晶石型正极材料及富锂三元层状正极材料四个方面对国内外的相关研究工作进行了综述，以期对研制具有高比能量、高安全性能、低成本、无污染的锂离子电池正极材料有所帮助。

锂离子电池；正极材料；比能量；充放电循环

与其它化学蓄电池相比较，锂离子电池有如下优点：工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、工作温度宽、输出功率大、无记忆效应，并且绿色环保，因此得到了更为广泛的关注。正极、负极、隔膜和电解液是锂离子电池的主要组成部分。目前，碳素材料是商用负极主要材料，含锂的过渡金属氧化物(例如LiCoO2)是常见的正极材料。

许多材料，比如，Si和Ge、过渡金属氧化物、金属Sn及其氧化物等，在用作锂离子电池的负极材料时，其比容量都要远高于石墨[1－3]，但是在充放电过程中，由于这些材料的体积膨胀，大大限制了他们的实际应用。相对锂离子电池负极材料而言，正极材料的选择就少了很多。但作为锂离子电池的核心，正极材料的容量和电池成本的高低决定了电池的综合性能优良与否，因此，优异性能的正极材料的研制是新一代锂离子电池研发的关键[4]。正极材料一般要符合下列几个条件：(1)电化学相容性好、稳定性高、充放电电位范围宽；(2)稳定的高锂含量；(3)锂离子的脱出/嵌入可逆性能优异；(4)过程动力学温和。

1 锂离子正极材料

作为锂离子电池的主要构成部件，正极材料的研究早已成为人们相关研究工作的重点。LiCoO2是目前商业化的主要材料，但由于其短缺的资源、昂贵的价格与较大的毒性，已逐步被钴镍锰三元类、尖晶石锰LiMn2O4和LiFePO4所取代。LiFePO4的理论比容量为170mAh/g，其高温下稳定性好，毒性小且对环境友好，较广的来源也决定了其较低的成本。Thackeray的研究工作发现了LiFePO4的优良性能，表明这将可使锂离子在通信电源中得到更广地应用。随着各国对化石能源危机与环境污染问题的关注，研发、应用高性能绿色锂离子电池，已成为各国科学家研究的热点之一。

电极及其材料的选用决定了锂离子电池的电化学性能。相较于负极来说，正极材料发展较为缓慢，是锂离子电池性能提高的主要瓶颈。对此，各国科研工作主要围绕着两个方面进行：(1)利用掺杂、表面包覆等方法对现有材料改性，如，改变材料的结构或晶型等；(2)积极研发新材料，如，具有无定形或多孔结构的复合材料。当今的研究工作主要集中于LixMO2(M=Co、Ni、Mn)型层状氧化物，LiM2O4(M=Co、Ni、Mn、V)型尖晶石结构化合物、聚阴离子型化合物以及其他正极材料等。

1.1 LixMO2(M=Co、Mn、Ni)氧化物层状材料

LixMO2(M=Co、Mn、Ni)及其衍生物是层状ABCABC……密堆积结构的六方晶系，图1所示为α-LiCoO2型化合物的层状结构和原子的空间排列。O是立方密堆积，Li和过渡金属M交替占据了其八面体空隙，[111]晶面方向上锂层和过渡金属层被氧层分开呈层状排列，这有利于Li+在MO6八面体的二维空间里嵌脱可逆反应的进行。因为Li+(1s2)与O2－(2p6)的电子能级相差较大，但M的能级与O2－(2p6)更接近，其电子云重叠程度M-O间要大于Li-O间，故M-O键要强于Li-O键。这就使Li+能在M过渡金属层间脱出嵌入的同时，而结构保持相对稳定，这是嵌脱型锂离子电池正极材料必须具备的特点之一。

图1 层状材料结构的α-LiCoO2型示意图

1990年，锂离子电池作为商品被SONY公司推出以来，LiCoO2主导着锂离子电池商用正极材料，实际比容量(140mAh/g)约为其理论比容量(274mAh/g)的1/2。这是由于Li+在层状结构间进行脱嵌时需要克服范德华力，两个氧原子层间分子引力小于分子斥力，阻碍了Li+的完全脱嵌。尽管LiCoO2具有较多的优点，如高比能量、平稳的放电电压，较好的大电流放电性能，稳定的循环性能及简单的生产工艺等等，但LiCoO2也存在如下缺点：(1)其抗过充能力和热稳定性能较差。当其脱锂量大于0.5时，材料的相变将不可逆，结构将不稳定，当过充程度高于一定电位时，电解液将氧化分解，释放大量热，引发鼓气、冒烟、漏液，甚至燃烧、爆炸；(2)LiCoO2中Co是价格昂贵的稀有资源，环境毒性大。为克服其缺点，可通过金属离子掺杂(如Mg、Al、Mn、Ni、In、Sn等[5])，和表面包覆(如包覆MgO、A12O3，C等[6])的方法对其进行改性，抑制在锂离子嵌脱过程中材料的不可逆相变，从而阻止了Li+空位的有序化重排，使其循环性能得到改善，材料的可逆容量等电化学性能得到了提高。

从结构和工作原理来看，LiNiO2与LiCoO2相近，其工作电压2.5～4.1V，理论可逆比容量为276mAh/g，实际比容量为190～210mAh/g，不存在过充放电的限制，自放电率较低，和众多电解液具有良好的相容性，且价格较低、比容量较高。但LiNiO2自身也有一些缺陷：(l)制备时的高温富氧条件，易生成Li1－xNi1+xO2，同时，Ni3+易被还原为Ni2+，混入Li+位置，使阳离子发生混排，不仅阻碍了Li+的二维固相扩散，降低了电化学活性，也使其实际比容量降低、结构不稳定和循环性能较差[7]； (2)在充放电过程中，LiNiO2会从三方晶系转变为单斜晶系，加快了电极容量的衰退，分解为Li1－xNi1+xO2，其电化学活性较差，所产生的O2也有与电解液反应的可能，降低了安全性，且在高脱锂状态下，材料的热稳定性也较差。

LiMnO2也为层状结构，理论比容量为286mAh/g，有两种常见结构：(1)α-NaFeO2层状结构；(2)正交晶系的层状岩盐结构。在锂迁出时，LiMnO2层状结构不稳定，易转变为尖晶石相，循环容量衰减较快。由于热力学不稳定，采用高温烧结的传统方法难以得到层状的LiMnO2。研究表明，用高温烧结的方法得到的LiMnO2，当首次充电时，LiMnO2正交晶系将转变为LixMn2O4的尖晶石型，尖晶石结构较前者热力学性能较为稳定。这可采用掺杂一价金属Na、K、Ag等替代Li，掺杂Cr、Al等替代Mn，使其循环性能得到提高，从而大大改善样品的循环稳定性。值得一提的是，用其他元素(Co[8]和掺Ni除外)来掺杂，在循环稳定性得到提高的同时，也使其容量有所降低。要想从根本上克服相变的缺点，目前还很难以突破。

此外，含Co、Ni、Mn的二元衍生物，如LiNi1－xCoxO2、Li-Ni1－xMnxO2和LiMn1－xCoxO2，也日益得到了科研工作者的关注[9]。LiMn1－xCoxO2的实际充电比容量(200mAh/g)与理论比容量为(280mAh/g)都较高，但其充放电效率相对较低，且结构不稳定，其层状结构在充放电过程中发生向尖晶石结构转变，并且材料的晶体结构也会随着在制备过程中锰、钴元素的比例变化而发生改变[10]。其他类似的二元衍生物也存在着这种含量变化影响化合物的结构、性能以及安全性的问题。

LiNi1－yCoyO2是二元体系中最值得关注的材料，能在较大组成范围内，形成单一固溶体相，为菱方层状结构，较为稳定；该材料结合了LiCoO2和LiNiO2优点，比LiCoO2具有较高的放电比容量，比LiNiO2安全，在小容量电池的应用上，极有可能取代LiCoO2。但其高温性能较差，难以用于高容量或动力电池[11]。

在化合物LiNixCoyMnl－x－yO2中，过渡金属镍钴锰间存在协同效应，与任意单组份的氧化物相比，其电化学性优异，已成为科研工作关注的焦点。OhZuku和Makimura于2001年制备了三元复合材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，Dahn等对其正极材料的晶体结构、充放电倍率、比容量以及热稳定性能的影响因素进行了研究。表明在该材料中三元协同效应明显：Co有效地抑制了Li+的混排，使其层状结构趋于稳定；Ni使比容量得到明显提高；Mn在提高其安全性和稳定性的同时，也大大降低了材料的成本。这类材料有在电动汽车中得到应用的可能[12]。采用ab从头算模型和密度态计算，Ohzuku等人[13]提出了Li-Nil/3Col/3Mnl/3O2的晶体结构模型：复杂模型如图2(a)所示，即具有超结构[Ni1/3Co1/3Mn1/3]层；和简单模型如图2(b)所示，即NiO2、CoO2、MnO2层有序堆积。Whitfield等[14]提出了另一种晶体结构模型，如图2(c)所示，即Co、Ni、Mn随机占据3b位。Ohzuku等人的研究工作表明，LiNil/3Col/3Mnl/3O2材料，金属元素主要以Ni+2，Co+3，Mn+4形式存在外，少量镍锰也存在+3价态。Mn4+仅作为一种结构物质存在，并不参加氧化还原反应。

LiNil/3Col/3Mnl/3O2正极材料的主要制备方法[15]为高温固相法、水热法、共沉淀法、溶胶凝胶法和喷雾干燥法等[16－18]。科研工作者也用金属掺杂和包覆的方法对其进行改性，取得了较好的效果[19－20]。

图2 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构模型[13]

1.2 聚阴离子型材料

Goodenough于1997年提出的LiFePO4是最具商业价值的聚阴离子型正极材料。它是橄榄石型pnmb空间群结构，O六方密堆积，微变形，P占据四面体空隙，Li和Fe占据八面体空隙。FeO6结构为八面体，在晶体的bc面上相互连接；在b轴方向上，相互连接成链状LiO6是八面体结构，1个FeO6与2个LiO6共边，1个PO4和FeO6共用一条边，与LiO6共用两条边，如图3所示。

图3 LiFePO4结构示意图[21]

对于充放电电压平台，LiFePO4实验值(3.4 V)接近于理论值(3.5 V)，理论比容量为170mAh/g，现在能实现的可逆比容量(120mAh/g)与其理论比容量(170mAh/g)尚有差距。LiFePO4具有其他许多正极材料所没有的优点：结构稳定，循环性能良好；热性能稳定，与电解液相容性好，因此电池的安全性能高；储量丰富成本较低等。但是，这种阳极材料的电子电导率低[22]、Li+迁移速率低、振实密度低。LiFePO4材料的电子电导率和离子扩散速率的提高可采用纳米级粒子的合成、包覆碳、掺杂金属离子来实现，所以，优化其合成工艺、对其进行改性研究具有重要的意义。

1.3 尖晶石型材料[23]

LiMn2O4是Fd3m空间群的尖晶石结构，Li+占据四面体8a位，锰离子占据八面体16d位，O2－立方紧密堆积，占据32e位(见图4[23])。在此结构中，八面体的MnO6共边，形成了三维立方排列，提高了尖晶石框架结构的强度及稳定性。LiMn2O4放电平台约4.15 V，实际比容量(～120mAh/g)略低于理论比容量(148mAh/g)。在过放电(x>1)的情况下，LixMn2O4将在3 V附近出现电压平台，导致LiMn2O4尖晶石型向Li2Mn2O4四面体锰氧化物发生Janh-Teller不可逆畸变，造成容量损失的不可逆。其进一步研究表明在1≤x≤2范围内，作为3 V锂离子电池材料，LixMn2O4是不能胜任的。

图4 LiMn2O4尖晶石型结构[23]

作为正极材料，LiMn2O4具有耐过充性、安全性好、安全保护装置要求相对低、成本低、环境污染小的优点，其缺点为高温循环性能不好，贮存时容量衰减过快。导致其容量衰减的主要原因：(1)在高电压充电下，高度脱锂的+4价锰离子具有较强的氧化性，使电解液易分解，使其容量衰减；(2)深度放电时，会产生Jahn-Tener型的+3价锰离子，在充放电过程中，使材料的结构发生收缩与膨胀，破坏了其结构，从而引起容量的衰减；(3)材料中+3价锰离子易发生自氧化还原反应，生成Mn2+和Mn4+，在电解液中Mn2+易溶解，造成活性物质的损失，这种损失在较高温度下更严重，从而使材料高温循环性能变差。

在LiMn2O4材料尖晶石结构衍生物中，锰离子全部以+4价形式存在于LiNi0.5Mn1.5O4中，从而避免了+3价锰离子发生Janh-Teller畸变，使其循环稳定性优异，实际比容量为120mAh/g(理论比容量146.7mAh/g)[24]。

1.4 三元层状富锂正极材料

富锂的三元镍钴锰层状过渡金属氧化物，如LiCoO2、Li-Ni0.5Co0.5O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等，由于具有较高电压和较高容量，引起了相关研究者的广泛关注。这种新型锂过量的层状结构材料，其典型代表性分子式为Li1+yM1－yO2(M为一种或以上的过渡金属)或x Li2MnO3(1－x)LiMO2。实际上，如果不考虑过渡金属层中阳离子有序性，可以将Li1+yM1－yO2简单的作为LiMO2与Li2MO3形成的固溶体材料，这两种材料都是层状的岩盐结构[25]，如图5所示。

图5 LiMO2与Li2MO3结构[25]

图6 是Li2MnO3-LiMO2固溶体材料的反应相图[25]。当充电截止电压低于4.4 V时，作为电化学活性成分的LiMO2，进行Li+的嵌脱反应，在充放电过程中伴随着过渡金属M的氧化还原反应，维持了材料的循环稳定性；而在该条件下，Li2MO3作为电化学非活性物质，稳定了材料结构。如果电化学绝缘的Li2MO3材料非常细小(纳米级)，均匀地分散在复合材料中，它可作为固体电解质促进Li+在电化学活性材料LiMO2中的扩散。

图6 固溶体材料Li2MnO3-LiMO2的反应相图[25]

在充电截止电压大于4.4 V时，锂从Li2MnO3材料中脱出，并释放出氧，Li2O脱出，生成了电化学活性的MnO2，在放电过程中锂离子可以嵌入到MnO2中，直到生成LiMnO2。综上所述，在首圈充电过程中，Li2MnO3-LiMO2中脱出2个锂，而在随后的首圈放电过程中，只有1个锂嵌入，这就必然造成了较大的不可逆容量，导致材料的首圈充放电效率较低。但可将这种固溶体材料配合同样具有不可逆容量损失的负极材料，来相互抵消其不可逆损失的容量。

许多研究工作集中于Li2MnO3与LMO2(M=Ni，Co，Mn)形成的富锂层状固溶材料，并指出了其电化学充放电机制。这类固溶体材料虽然在充电到4.6 V或4.8 V时，放电容量较高，但在此条件下，电解液易被氧化，释放H+，电解液酸度增加，所生成的HF破坏了电极材料表面膜，使其电化学性能和循环稳定性变差。

通过表面包覆来提高Li2MnO3-LiMO2固溶体材料的电化学性能是一条行之有效的途径。Manthiram等用JEOL热蒸发器在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2表面包覆了一层金属Al[26]和C[27]，使材料的倍率性能和循环性能得到了提高。Y.Wu和A.Manthiram在(1-z)Li[Li1/3Mn2/3]O2-(z)Li[Mn0.5-yNi0.5-yCo2y]O2固溶体材料的表面包覆了CeO2，ZrO2，SiO2，ZnO，A lPO4和F等物质(图7)，A l2O3包覆显著提高了原材料的放电比容量和循环稳定性。

图7 包覆氧化物前后材料的循环性能图

1.5 其它正极材料

聚合物正极活性材料，尤其是导电聚合物正极材料(聚乙炔、聚吡咯聚苯胺、聚噻吩、聚苯、活性硫聚合物及其复合材料)，也应用于锂/聚合物二次电池[28－29]。其它如氧化物Li6CoO4、Li5FeO4和LiNiVO4等、层状结构化合物及氟化物、硫氧化物等均可作为正极材料应用于锂离子电池。但是，这些材料的循环稳定性、可逆性较差，比容量也较低，同时，制作条件苛刻等问题，都大大限制了应用范围。

值得一提的是锂钒氧化物中，存在着一系列的层状(如 LixVO2、Li1+xV3O3和Lil+xV3O8)或(反)尖晶石型(如LixV2O4和LiNiVO4)化合物，它们具有较高的电化学容量，成为锂离子电池的热点材料，很具备开发价值。不过，锂钒氧化物的制备过程比较复杂，条件难以控制，其可逆性还有待进一步提高，目前很难达到实用化。

正硅酸盐类材料(以Li2MSiO4为例)是一种热门的新型正极材料[30]。理论放电比容量比其他正极材料都高。尤其是可以通过改变Si的量和M不同的金属元素来控制充放电电位，根据电压要求可制备合适的正极材料，其缺点是电导率较低，电化学性能差等，因此需要进一步的修饰改善性能。

2 总结与展望

正极材料作为锂离子电池的核心部分，除了在制备过程中通过对其形貌、粒径分布、比表面积及振实密度的控制，今后的研究工作，可以围绕三个方面展开：(1)研究开发新的具有高振实密度、高比容量、较好的热稳定性与循环稳定性的绿色电极材料，比如富锂层状固溶体材料Li2MnO3-LiMO2在充电电压大于4.5 V时，放电比容量超过200mAh/g，且价格便宜，循环性能稳定，有望成为LiCoO2材料的替代品；(2)对现有材料进行掺杂和表面修饰与包覆，利用多种导电材料的协同作用，制备性能优异的多元复合正极材料；(3)探索新的合成方法，在改善材料电性能的同时，使其操作更简易、更易于实现工业化；(4)探索新的锂离子嵌入/脱出机理，制备出不同于目前存在的锂离子电池正极材料，实现该领域的革新。

[1]CHEN B，QIAN H，XU J，et al.Study of SnO2/graphene composites with superior electrochem ical performance for lithium-ion batteries [J].JMater Chem A，2014，2：9345-9352.

[2]WU Q H，QU B，TANG J，et al.An alumina coated Fe3O4reduced graphene oxide composite electrodeasa stable anode for lithium-ion battery[J].Electrochim Acta，2015，156：147-153.

[3]SUN Y L，SONG H L，YANG Y，et al.First-principles study of lithium insertion into Si10H16cluster[J].Comput Theoret Chem，2015，1056：56-60.

[4]SONG J，HONG B L，ZHENG J，et al.Electronic properties of Li-Mn2－xTixO4[J]Appl PhysA，2010，98：455-460.

[5]蔡振平，金维华．LiCoO2掺杂对锰酸锂结构和性能的影响[J].化学研究，2007，4(2)：90-92.

[6]CAO Q，ZHANG H P，WANG G J，et al.A novel carbon-coated Li-CoO2as cathode material for lithium ion battery[J].Electrochem Commun，2007，9：1228-1232.

[7]LIU H S，ZHANG ZR，GONG Z L，etal.Origin of deterioration for LiNiO2cathodematerial during storage in air[J].Electrochem ical and Solid State Letters，2004，7(7)：A190-A193.

[8]SHAJU K M，RAO G V S，CHOWDARIB V R.EIS and GITT studies on oxide cathodes，O2-Li(2/3)+x(Co0.15Mn0.85)O2(x=0 and 1/3) [J].Electrochim ica Acta，2003，48(18)：2691-2703.

[9]WHITTINGHAM M S.Lithium batteries and cathodematerials[J]. Chem Riv，2004，104：4271-4301.

[10]CHEN X T，TU JP，WU H M，et al.Ion exchangemethod to synthesize LiMn1－xCoxO2and characterization as cathodematerials for lithium-ion batteries[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni，2007，46：13-14.

[11]应皆荣，万春荣，姜长印.用溶胶凝胶法在LiNi0.8Co0.2O2表面包覆SiO2[J].电源技术，2001，25(6)：401-404.

[12]田君，金翼，官亦标，等.高电压正极材料在全固态锂离子电池中的应用展望[J].科学通报，2014，59(7)：537-550.

[13]KOYAMA Y，YABUUCHIN，TANAKA I，et al.Solid-state chem istry and electrochem istry of LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2for advanced Lithium-ion batteries[J].J Electrochem Soc，2004，151(10)：A1545-A1551.

[14]WHITFIELD PS，DAVIDSON IJ，CRANSW ICK LMD，etal.Investigation of possible superstructure and cation disorder in the lithium battery cathodematerials LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2using neutron and anomalous dispersion powder diffraction[J].SolidState Ionics，2005，176(5/6)：463-471.

[15]陈添才，王剑华，刘浪，等.LiNi1－x－yCoxMny02材料的研究进展[J].电池工业，2008，13(6)：419-423.

[16]禹筱元，胡国荣，彭忠东，等.层状LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料合成及电化学性能[J].电源技术，2005，29(10):641-643.

[17]杨越，徐盛明，翁雅青，等.共沉淀法合成球形正极材料x Li2MnO3(1－x)Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2(x=0.2、0.4、0.6)及其性能研究[J].功能材料，2013，19(44)：2878-2881.

[18]陈明哲，郭孝东，钟本和，等.喷雾热解制备高能量密度尖晶石LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4正极材料[J].无机材料学报，2014，29(9)：917-923.

[19]WU F，WANG M，SU Y F，et al.Surfacemodification of Li[Nil/3-Col/3Mnl/3]O2w ith Y2O3for lithium-ion battery[J].Journal of Power Sources，2009，189(1)：743-747.

[20]SUN Y K，MYUNG ST.High-energy cathodematerial for long-life and safe lithium batteries[J].Nature Materials，2009，8：320-324.

[21]ANDERSSON A S，KALSKA B，H魧GGSTR魻M L，etal.Lithium extraction/insertion in LiFePO4：an X-ray diffraction andmossbauer spectroscopy study[J].Solid State Ionics，2000，130(1/2)：41-52.

[22]CHUNG S Y，BLOKING JT，CHIANG Y M.Electronically con ductive phospho-olivines as lithium storage electrodes[J].Nature Materials，2002，1(2)：123-128.

[23]崔萍，贾志杰，李兰英，等.锌掺杂正极材料尖晶石LiMn2O4的制备及电化学性能[J].功能材料，2011，42：888-891.

[24]PATOUX S，SANNIER L，LIGNIER H，etal.High voltage nickel manganese spinel oxides for Li-ion batteries[J].Electrochim ica Acta，2008，53(12)：4137-4145.

[25]张联齐，肖成伟，杨瑞娟.有序/无序岩盐结构的Li1+xM1-xO2锂离子电池正极材料[J].化学进展，2009，33(5)：426-429.

[26]LIU JB，JAYAN R，MANTHIRAM A.Conductive surfacemodification with alum inum of high capacity layered Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13-O2cathodes[J].JPhys Chem C，2010，114：9528-9533.

[27]LIU J，WANG Q Y，REEJA-JAYAN B，et al.Carbon-coated high capacity layered Li[Li0.2Mn0.54Ni0.13Co0.13]O2cathodes[J].Electrochemistry Communications，2010，12：750-753.

[28]王运灿，罗琳，刘钰，等.硫离子电池聚合物正极材料研究进展[J].化工进展，2013，32(1)：134-139.

[29]俞栋，徐小虎，李宇洁，等.锂硫电池硫/导电聚合物正极材料的研究进展[J].材料导报，2014，28(12)：141-145.

[30]ZHANGQQ，ZHUANGQC，XU SD，etal.Synthesisand characterization of pristine Li2MnSiO4and Li2MnSiO4/C cathodematerials for lithium ion batteries[J].Ionics，2012，18：487-494.

Progressof four typesof cathodematerials for lithium-ion batteries

QU Bo1，ZHANG Bing1，ZHENG Sheng-nan2，SHIZhi-cong3，WU Qi-hui1
(1.SchoolofChem istry and Life Science，Quanzhou Normal University，Quanzhou Fujian 362000，China; 2.SchoolofChem ical Engineering，Dalian University ofTechnology，Dalian Liaoning 116024，China; 3.SchoolofMaterialsand Energy，Guangdong University ofTechnology，Guangzhou Guangdong 510006，China)

As the most prom ising green energy storage devices，the development and extensive app lications of lithium-ion batteries are conducive to alleviate environmental pollution and fossilenergy crisis.The electrochem ical performance of lithium-ion batteries strongly relies on the choice of the electrode materials，particularly cathode ones.The research progress of cathodematerials on layered oxides，poly anionmaterials，spineland lithium rich ternary layered materials was reviewed，hoping to benefiton the researches of new cathode materials for lithium-ion batteries with high energy density，high security，low costand environmental friendliness.

lithium-ion batteries;cathodematerials;energy density;charge-discharge cycle

TM 912.9

A

1002-087X(2016)07-1515-04

2015-12-02

瞿波(1970—)，男，湖北省人，博士，副教授，主要研究方向为材料化学。

施志聪、吴启辉