Ličio jonų baterijų charakteristikos ir kaina yra glaudžiai susijusios su teigiama elektrodo medžiaga. Apskritai teigiama elektrodo medžiaga turėtų atitikti: (1) Reikiamame įkrovimo ir išleidimo potencialo diapazone ji turi elektrocheminį suderinamumą su elektrolito tirpalu; ( 2) Švelnus elektrodų proceso kinetika; (3) Labai grįžtamas; (4) Geras stabilumas ore esant visiškam ličiui.
Ličio jonų baterija
Plėtojant ličio jonų baterijas, nuolat atliekami didelio našumo ir pigių katodinių medžiagų moksliniai tyrimai. Šiuo metu daugiausia mokslinių tyrimų skiriama ličio perėjimo metalo oksidams, tokiems kaip ličio kobalto oksidas, ličio nikelio oksidas ir ličio mangano oksidas.
Ličio kobalto oksidas (LiCo02) priklauso a-NaFe02 tipo struktūrai su dvimate sluoksniuota struktūra, kuri tinka ličio jonų deinterkalacijai. Dėl paprasto paruošimo proceso, stabilaus našumo, didelės konkrečios talpos ir gero ciklo našumo dauguma dabartinių komercinių ličio jonų baterijų naudoja LiCo02 kaip katodo medžiagą. Jo sintezės metodai daugiausia apima aukštos temperatūros kietosios fazės sintezę ir žemos temperatūros kietosios fazės sintezę, taip pat minkštus cheminius metodus, tokius kaip oksalo rūgšties nusodinimo metodas, sol-gelio metodas, šalto ir šilumos metodas ir organinis maišymo metodas.
Ličio nikelio oksidas (LiNi02) yra uolienų druskos struktūros junginys, turintis gerą aukštą temperatūros stabilumą. Dėl mažo išsikrovimo greičio, žemų elektrolitų reikalavimų, jokios taršos į aplinką, santykinai gausių išteklių ir priimtinos kainos, ličio kobalto oksidą pakeisti yra perspektyvi katodo medžiaga. Šiuo metu LiNi02 daugiausia sintezuoja kietosios fazės reakcija Ni(NO3)2, Ni(OH)2, NiCO3, NiOOH ir LiOH, LiN03 ir LiC03. LiNi02 sintezė yra sunkesnė nei LiCo02. Pagrindinė priežastis yra ta, kad stoichiometrinis LiNi02 lengvai suskaidomas į Li1-xNi1+x02 aukštos temperatūros sąlygomis. Pertekliniai nikelio jonai yra ličio sluoksnyje tarp Ni02 plokštumų, o tai trukdo ličio jonų sklaidai. Tai turės įtakos medžiagos elektrocheminiam aktyvumui, o kadangi Ni3+ yra sunkiau gauti nei Co3+, sintezė turi būti atliekama deguonies atmosferoje [2]
Ličio mangano oksidas yra tradicinių teigiamų elektrodų medžiagų modifikacija. Spinel LixMn204 šiuo metu yra plačiausiai naudojamas, kuris turi trimatę tunelio struktūrą ir labiau tinka ličio jonų deinterkalacijai. Ličio mangano oksidas turi daug žaliavų, mažas išlaidas, be taršos, atsparumą perkrovai ir geresnę šiluminę saugą. Jis turi palyginti žemus reikalavimus akumuliatoriaus saugos įtaisams ir yra laikomas perspektyviausia ličio jonų baterijų katodo medžiaga. Mn tirpinimas, Jahn-Telle efektas ir elektrolito skilimas laikomi pagrindinėmis ličio jonų baterijų, kurių katodo medžiaga yra ličio mangano oksidas, pajėgumo praradimo priežastimi.
