何辛梓

近些年，能源危机引起全球关注，以特斯拉为代表的电动汽车在大众视野中越来越火热，以苹果手机为代表的智能数码产品在一代代追求更长的待机时间和更轻薄的机身，这一切都需要聚焦在一项技术之上——锂离子电池。

锂离子电池俗称“锂电”，是一种二次电池，最早由日本的索尼（Sony）公司于20世纪90年代实现量产。那时的锂离子电池以碳材料为负极、以钴酸锂（LiCoO2）为正极[1]。锂离子的正负极材料层状结构可以可逆地嵌入和脱嵌锂离子，并依靠锂离子的移动来实现充放电。

锂离子电池具有体积小、寿命长、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应等显著优点，因此在智能手机、笔记本电脑、数码照相机、电子手表等领域得到广泛的应用。除了便携式电子设备外，近年来人们对储能电池、锂电动力汽车和混合动力汽车的需求各类，也使得它一再进入人们的视野。

电极以及电解质材料很大程度上决定着电池的性能。对于锂离子电池而言，负极使用碳材料，从种类上看并没有太多的花样，但在正极材料的研究方面可谓是百家争鸣[2]。正极材料不仅是研究者们提高锂电池性能的战场，也是限制锂离子电池成本及安全性的一大瓶颈。由此正极材料的研究也成为了锂离子研究发展中的重点和热点。

一、锂离子电池正极材料的结构及性能

1.LiCoO2

LiCoO2是目前锂离子电池最常见的正极材料。图1展示了它的层状晶体结构[3]。交叠的钴层和锂层对氧原子产生不同大小和方向的作用力，形成了扭曲的立体结构。……