正極材料作為鋰離子電池四大關(guān)鍵部件之一，是決定鋰離子電池——電壓、能量密度以及安全性等的重要因素。
　　研究正極材料的目的：尋找廉價、高容量、高比能量、安全可靠的正極材料是未來鋰離子電池發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。
　　1.正極材料選擇的要求
　　(1)金屬離子Mn+在嵌入化合物L(fēng)ixMyXz中有較高的氧化還原電位——電池的輸出電壓
　　(2)Li+在電極材料中擴(kuò)散系數(shù)高——快速充放電
　　(3)正極材料能可逆地嵌入和脫出大量的鋰離子——高容量
　　(4)Li+嵌入/脫嵌過程高度可逆，材料主體結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化——循環(huán)性能
　　(5)具有較高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率——減小極化，大電流充放電
　　(6)氧化還原電位隨x變化盡可能少——電壓穩(wěn)定
　　(7)在整個電壓范圍具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性——形成穩(wěn)定SEI膜
　　(8)實用角度，價格便宜，環(huán)保
　　2.正極材料結(jié)構(gòu)分類：層狀結(jié)構(gòu)，橄欖石結(jié)構(gòu)，尖晶石結(jié)構(gòu)
　　主要介紹層狀結(jié)構(gòu):LiMO2,例如LiCoO2
　　a.結(jié)構(gòu)特征
　　O呈現(xiàn)ABCABC立方密堆積排列，在O的層間Li+和Co2+交替占據(jù)其層間的八面體位置（空隙）
　　鋰離子在CoO2原子密實層的層間進(jìn)行二維運動
　　b.合成方法
　　最常用方法：固相反應(yīng)法
　　優(yōu)點：工藝簡單、易于操作、適于工業(yè)化生產(chǎn)
　　缺點：物料難以均勻混合
　　能耗高
　　顆粒較大、形狀不規(guī)則
　　電化學(xué)性能重現(xiàn)性
　　其他方法：溶膠-凝膠法，水熱法，模板法，共沉淀法
　　優(yōu)點：Li+和Co2+之間充分接觸，達(dá)到近似原子水平的混合，易于控制產(chǎn)物粒徑和組相。
　　缺點:工序繁瑣，成本高，不易于工業(yè)化生產(chǎn)。
　　LiCoO2做正極材料的特點：（1）合成方法簡單、容易合成（2）工作電壓較高，充放電電壓平穩(wěn)（3）比能量高，適合大電流充放電（4）實際容量較低，只有理論容量50%（5）鈷資源有限，價格昂貴（6）鈷毒性較大，環(huán)境污染大（7）安全性能和循環(huán)性能有待提高
　　3.LiCoO2正極材料改性研究：
　?。?）摻雜
　　Mn
　　工作電壓升高，可逆容量增加
　　Al
　　形成固溶體，電壓升高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加，容量增加，循環(huán)性能增加
　　Mg
　　有效提高可逆性和循環(huán)壽命
　　B
　　極化降低，電解液分解減弱，循環(huán)性能增加
　?。?）包覆
　　無機(jī)氧化物：MgO、Al2O3、TiO2、ZrO2、C等
　　可防止電解液與Li1-xCoO2接觸，抑制氧的析出導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等
　　今后研究方向——降低LiCoO2的成本和提高在較高溫度（＜65℃）下的循環(huán)性能。
　　另外，目前研究的熱點還有三元正極材料——Li(Ni,Co,Mn)O2。三元鎳鈷錳材料一般是指鎳鈷錳酸鋰LiNi1-x-yCoxMnyO2。該材料存在三元協(xié)同效應(yīng)，其電化學(xué)性能優(yōu)于任何單一材料，綜合了LiCoO2的循環(huán)穩(wěn)定性，LiNiO2的高比容量以及LiMn2O4的熱穩(wěn)定性、安全性和價格低的優(yōu)點。
　　提高三元鎳鈷錳材料中鎳含量可以提高材料的可逆嵌鋰容量。但是容易發(fā)生陽離子混排現(xiàn)象，隨著鎳含量的增加材料的鎳鋰混排越嚴(yán)重，使材料發(fā)生不可逆的容量損失。引入鈷可以提高材料的電子電導(dǎo)率，減弱離子混排現(xiàn)象，穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)，提升材料的倍率及循環(huán)穩(wěn)定性。合理調(diào)節(jié)三元材料中的比例得到性能優(yōu)化的三元材料是鋰離子電化領(lǐng)域的研究熱點和重點。