锂离子电池用富锂层状正极材料

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1、第23卷第10期化学进展Vol．23No．102011年10月PROGRESSINCHEMISTRYOct．2011*锂离子电池用富锂层状正极材料1，21＊＊2＊＊2吴承仁赵长春王兆翔陈立泉(1．中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083;2．中国科学院物理研究所固态离子学实验室北京100190)摘要正极材料与负极材料是锂离子电池重要组成部分。目前锂离子电池负极材料比容量通常在300mAh/g以上，而正极材料比容量始终徘徊在150mAh/g。正极材料正在成为锂离子电池性能进一步提升的瓶颈

2、。富锂层状正极材料是一类新型正极材料，其可逆容量在200mAh/g以上，其高容量特性引起人们的广泛关注。这类材料可以用xLi2MO3·(1－x)LiM'O2(M为Mn，Ti，Zr之一或任意组合;M'为Mn，Ni，Co之一或任意组合;0≤x≤1)形式表示。由于其组成与结构的特殊性，这类富锂层状正极材料的充放电机理也不同于其它含锂过渡金属氧化物正极材料。本文介绍富锂层状正极材料的合成、结构与充放电机理，重点介绍近年来通过改性提高其电化学性能方面的研究进展，指出目前富锂材料研究中存在的问题，探讨未来的研究

3、重点。关键词富锂层状正极材料容量保持率库伦效率机理改性+中图分类号:O614．111;O614．711;TM912．9文献标识码:A文章编号:1005-281X(2011)10-2038-07Li-RichLayer-StructuredCathodeMaterialsforLi-IonBatteries1，21＊＊2＊＊2WuChengrenZhaoChangchunWangZhaoxiangChenLiquan(1．SchoolofMaterialsScienceandTechnology，Ch

4、inaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China;2．LaboratoryforSolidStateIonics，InstituteofPhysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)AbstractElectrodematerialsareimportantbuildingblocksoflithiumionbatteries．Thecapacityoftheanodematerialisusua

5、llymorethan300mAh/gwhilethatofthecathodeisstillaround150mAh/g．Thecapacityofthecathodematerialshasbecomeabottlenecktotheimprovementoftheelectrochemicalperformancesoflithiumionbattery．Li-richlayer-structuredLiAO(A=Mn，Ni，Co，Ti，Zr，etc．)cathodematerialscaug

6、htthe1+x1－x2attentionofthescientistsinthepastdecadeduetohighreversiblecapacity(200mAh/gormore)．ThesematerialscanalsobewrittenasxLiMO·(1－x)LiM'O(M=Mn，Ti，Zr;M'=Mn，Ni，Co;0≤x≤1)．Inthis232review，weintroducethesynthesismethods，structureandthecharge-discharge

7、mechanismofthistypeofmaterials．Moreattentionwillbepaidtotheimprovementtotheirelectrochemicalpropertiesbysurface(coating)andbulk(doping)modification．Attheendofthisreview，theproblemsandprospectsoftheresearchonthesecathodematerialsarecommented．KeywordsLi-

8、richlayer-structuredcathodematerial;capacityretention;coulombicefficiency;mechanism;modification收稿:2010年12月，收修改稿:2011年2月*国家自然科学基金项目(No．50772130)和国家重点基础研究发展计划(973)项目(No．2009CB220100)资助＊＊Correspondingauthore-mail:zhaocc@cugb．edu．cn;zxwang