富锂层状材具有诸多优势,其电势较高,放电比容量高,因此拥有较高放电能量。另外,具有较好的热稳定性,具有良好的应用前景。但是,富锂材料的发展也遇到了一些瓶颈,首次充放电过程中不可逆容量较大,再者在之后的循环过程中,电压衰减严重,结构变化较大。言锂离子电池至诞生以来，发展非常迅速，应用领域已经渗透到各个领域，小到随处可见的手机、笔记本电脑、汽车等领域，大到已经逐步运用的航天军品产品等等[1]。从LiCoO2的诞生，正极材料便开始了不断的变革和发展。根据目前所能掌握的电极材料，我们做了一个电极材料的发展规划图[2]，如图1所示，科研工作者有两个可以努力的方向，电化学性能概要-数控滚圆机滚弧机弯管机张家港电动液压弯管机滚弧机滚圆机横向看即提高电极材料的比容量，纵向看意味着可以从电势值高低入手。从图1中可以看出，Si具有较低的电势值和高比容量，是负极材料非常合适的候眩从纵向角度看，具有高电压的电极材料是科研工作者比较青睐的对象，包括Li收稿日期：2018-02-15作者简介：马琪(1976-)，男，工程师。研究方向：化学电源。等。目前高压正极材料难以找到可以与之匹配的高压电解液，本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 成为电解液发展的最大瓶颈。从横向角度看，提高正极材料的比容量，图中的富锂层状材料的理论容量大于250mAhg1，相比目前利用的三元材料还是有很大的优势。从纵向轴角度看，富锂层状材料也属于高压电极材料的范畴，从这两个角度来看，可以进一步推断富锂层状材料拥有很大的潜力。不可避免，截止到现在，富锂正极材料商业化之路仍然遇到很多问题，比如说首圈库伦效率偏低、倍率性能不好，还有上文提高的电解液匹配等难题。图1锂离子电池发展路线图D层状正极材料的结构及电化学反应机理富锂层状材料最通用的表示方式为xLi2MnO3·(1-x)LiMO2，如图2所示，两相的层状结构非常接近，与此同时LiMO2与传统三元材料的结构类似，但是另一相Li2MnO3异于传统三元材料，这意味着富锂层状材料的锂离子脱嵌过程异于传统三元材料的。按照传统三元材料的锂脱嵌机理计算，0.3Li2MnO3·0.7LiMn0.5Ni0.5O2的理论容量的值只有区区180mAhg1。实际过程中，其首次充放电比容量高达352和这样的数值是高于依据法拉第定律推算出来的理论值[3]，这说明传统的层状材料的锂离子脱嵌理论已经不适用于富锂层状材料。图2（a）LiMO2相和（b）Li2MnO3相结构示意图图3为富锂层状材料经典的首次充放电曲线[4]，图中可见，充电过程分为两个阶段，以4.5V平台电压为界，未达到平台电压之前曲线稳步上升。此过程与传统三元材料保持一致，即六方相中的LiMO2中M元素被氧化。后期会出现一个平稳较长的平台，这个过程是Li2MnO3造成的。因此，对Li2MnO3的深入研究是解释富锂层状材料的脱嵌锂机理的关键。目前在学术界，该锂脱嵌机理没有形成一个统一的意见，普遍接受的是“氧流失”理论，即为Li2MnO3的Li+与O原子相结合，生成Li2O和MnO2两相。-图3富锂层状材料首次充放电曲线（2.0-4.8V，20mA/g）2富锂锰基正极材料的电压衰减目前富锂层状材料在实际应用化的过程中遇到的最大瓶颈就是电压衰减。电压衰减是指该材料在循环过程电压显著降低的一种现象。电压降低导致其电池的能量降低，也造成电池在使用过程重大不稳定性，电化学性能概要-数控滚圆机滚弧机弯管机张家港电动液压弯管机滚弧机滚圆机本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com