ترتبط خصائص وسعر بطاريات أيونات الليثيوم ارتباطا وثيقا بمادة القطب الإيجابية. بشكل عام ، يجب أن تلتقي مادة القطب الكهربائي الإيجابية: (1) ضمن النطاق المحتمل للشحنة والتفريغ المطلوب ، لديها توافق كهروكيميائية مع محلول المنحل بالكهرباء ؛ (2) في نطاق الشحن والتفريغ المحتمل ، لديها توافق كهروكيميائية مع محلول المنحل بالكهرباء؛ (2) التوافق مع الإلكتروليت. ( 2) حركية عملية القطب لطيف؛ (3) قابلة للعكس إلى حد كبير؛ (4) استقرار جيد في الهواء تحت حالة الليثيوم الكامل.
بطارية أيونات الليثيوم
ومع تطوير بطاريات أيونات الليثيوم، تجري باستمرار أعمال بحثية عن مواد الكاثود عالية الأداء ومنخفضة التكلفة. في الوقت الحاضر، تركز الأبحاث بشكل رئيسي على أكاسيد الليثيوم المعدنية الانتقالية مثل أكسيد الكوبالت الليثيوم، وأكسيد النيكل الليثيوم، وأكسيد المنغنيز الليثيوم.
أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCo02) ينتمي إلى هيكل نوع A-NaFe02 مع هيكل الطبقات ثنائية الأبعاد، والتي هي مناسبة لإلغاء حساب أيونات الليثيوم. نظرا لعملية التحضير البسيطة والأداء المستقر والقدرة المحددة العالية والأداء الجيد للدورة ، فإن معظم بطاريات الليثيوم أيون التجارية الحالية تستخدم LiCo02 كمادة كاثود. وتشمل أساليب التوليف أساسا عالية الحرارة الصلبة مرحلة التوليف وانخفاض درجة الحرارة الصلبة مرحلة التوليف، فضلا عن الأساليب الكيميائية الناعمة مثل حمض الأوكسيليك طريقة هطول الأمطار، سول هلام الأسلوب، وطريقة الباردة والحرارة، وطريقة خلط العضوية.
أكسيد النيكل الليثيوم (LiNi02) هو مجمع هيكل الملح الصخري مع استقرار درجة حرارة عالية جيدة. ونظرا لانخفاض معدل التصريف الذاتي، وانخفاض الاحتياجات من المنحل بالكهرباء، وعدم وجود تلوث للبيئة، ووفرة الموارد نسبيا، والسعر المعقول، فإن مادة الكاثود الواعدة تحل محل أكسيد الكوبالت الليثيوم. في الوقت الحاضر، يتم تصنيعها أساسا LiNi02 من قبل رد فعل المرحلة الصلبة من ني (NO3)2، ني (OH)2، NiCO3، NiOOH وLiOH، LiN03 و LiC03. تركيب LiNi02 هو أكثر صعوبة من LiCo02. السبب الرئيسي هو أن LiNi02 stoichiometric تتحلل بسهولة إلى Li1-xNi1 + x02 في ظل ظروف درجة حرارة عالية. أيونات النيكل الزائدة في طبقة الليثيوم بين طائرات Ni02 ، مما يعوق انتشار أيونات الليثيوم. وسوف تؤثر على النشاط الكهروكيميائية للمادة، ولأن Ni3 + هو أكثر صعوبة في الحصول على من Co3 +، يجب أن يتم التوليف في الغلاف الجوي للأوكسجين [2]
أكسيد المنغنيز الليثيوم هو تعديل للمواد الكهربائية الإيجابية التقليدية. يستخدم Spinel LixMn204 حاليا على نطاق واسع ، والذي يحتوي على هيكل نفق ثلاثي الأبعاد وأكثر ملاءمة لإلغاء تفسير أيونات الليثيوم. أكسيد المنغنيز الليثيوم لديها مواد خام وفيرة، وانخفاض التكلفة، لا تلوث، ومقاومة الشحن الزائد وسلامة حرارية أفضل. لديها متطلبات منخفضة نسبيا لأجهزة حماية سلامة البطارية، وتعتبر مادة الكاثود الواعدة لبطاريات أيونات الليثيوم. ويعتبر انحلال Mn وتأثير Jahn-Telle وتحلل المنحل بالكهرباء الأسباب الرئيسية لفقدان القدرة على بطاريات أيونات الليثيوم مع أكسيد المنغنيز الليثيوم كمادة الكاثود.
