Značilnosti in cena litij-ionovih baterij so tesno povezane z njeno pozitivno elektrodno snovjo. Na splošno bi moral biti material pozitivne elektrode skladen: (1) V okviru potrebnega naboja in potencialnega razpona praznjenja ima elektrokemično združljivost z raztopino elektrolita; ( 2) nežna kinetika elektrodnega procesa; (3) zelo reverzibilno; (4) Dobra stabilnost v zraku v celotnem litijevem stanju.
Litij-iona baterija
Z razvojem litij-ionih baterij se nenehno izvajajo raziskovalna dela na visokokakovostnih in nizkocenovnih katodnih materialih. Trenutno so raziskave osredotočene predvsem na litijev prehodni kovinski oksid, kot so litijev kobalt oksid, litijev niklov oksid in litijev mangan oksid.
Litijev kobalt oksid (LiCo02) spada v strukturo tipa a-NaFe02 z dvodimenzionalno plastno strukturo, ki je primerna za deinterkacijo litijevih ionov. Zaradi preprostega postopka priprave, stabilne zmogljivosti, visoke specifične zmogljivosti in dobre učinkovitosti cikla večina trenutnih komercialnih litij-ionih baterij uporablja LiCo02 kot katoden material. Njegove metode sinteze v glavnem vključujejo visokotemperaturno trdno fazno sintezo in nizkotemperaturno trdno fazno sintezo, pa tudi mehke kemijske metode, kot so metoda padavin oksalne kisline, sol-gel metoda, metoda hladne in toplotne metode ter metoda ekološkega mešanja.
Litijev niklov oksid (LiNi02) je spojine skalne soli z dobro visoko temperaturno stabilnostjo. Zaradi nizke stopnje samoraztoka, nizkih zahtev za elektrolite, brez onesnaževanja okolja, razmeroma obilnega vira in razumne cene, je obetaven katodni material za zamenjavo litijevega kobalt oksida. Trenutno se LiNi02 sintetizuje predvsem s trdno fazno reakcijo Ni(NO3)2, Ni(OH)2, NiCO3, NiOOH in LiOH, LiN03 in LiC03. Sinteza lini02 je težja od LiCo02. Glavni razlog je, da se stoihiometrični LiNi02 v visokotemperaturnih pogojih zlahka razgradi v Li1-xNi1+x02. Presežek ionov niklja je v litijevem sloju med ravninami Ni02, kar ovira difuzijo litijevih ionov. Vplivala bo na elektrokemično aktivnost materiala in ker je Ni3+ težje pridobiti kot Co3+, je treba sintezo izvesti v kisikovem ozračju [2]
Litijev mangan oksid je sprememba tradicionalnih pozitivnih elektrodnih materialov. Spinel LixMn204 je trenutno najbolj razširjen, ki ima tridimenzionalno strukturo predora in je bolj primeren za deinterkacijo litijevih ionov. Litijev mangan oksid ima obilne surovine, nizke stroške, ni onesnaževanja, odpornosti na povečano polnjenje in boljšo toplotno varnost. Ima razmeroma nizke zahteve za naprave za zaščito pred varnostjo baterij in velja za najbolj obetaven katodni material za litij-ione baterije. Raztapljanje Mn, učinek Jahn-Telle in razgradnja elektrolita se štejejo za glavne razloge za izgubo zmogljivosti litij-ionovih baterij z litijevim manganovim oksidom kot katodnim materialom.
