锂离子电池对正极材料的要求
正极材料必须起到锂源的作用，它不仅要提供在可逆的充放电过程中往返于正负极之间的锂离子，而且还要提供首次充放电过程中在石墨负极表面形成SEI 膜时所需消耗的锂离子；
2) 提供较高的电极电位，这样电池输出电压才可能高；
3) 在整个电极过程中，电压平台稳定，以保证电极输出电位的平稳；
4) 为使正极材料具有较高的能量密度，要求正极活性物质的电化当量小，并且可以可逆脱嵌的锂离子量要大；
5) Li+在材料中的化学扩散系数高，电极界面稳定，具有高功率密度，使锂电池可适用于较高的充放电倍率，满足动力型电源的需求；
6) 充放电过程中结构稳定，可逆性好，保证电池的循环性能良好；
7) 具有比较高的电子和离子导电率；
8) 化学稳定性好，无毒，资源丰富，制备成本低。
常见正极材料及其性能

	磷酸铁锂	锰酸锂		钴酸锂	镍酸锂	镍钴锰三元材料
材料主成分	LiFePO4	LiMn2O4	LiMnO2	LiCoO2	LiNiO2	LiNiCoMnO2
理论能量密度（mAh/g）	170	148	286	274	274	278
实际能量密度（mAh/g）	130-140	100-120	200	135-140	190-210	155-165
电压（V）	3.2-3.7	3.8-3.9	3.4-4.3	3.6	2.5-4.1	3.0-4.5
循环性（次）	＞2000	＞500	差	＞300	差	＞800
过渡金属	非常丰富	丰富	丰富	贫乏	丰富	贫乏
环保性	无毒	无毒	无毒	钴有放射性	镍有毒	钴、镍有毒
安全性能	好	良好	良好	差	差	尚好
适用温度( )	-20～75	＞ 50快速衰减	高温不稳定	-20 ～55	N/A	-20 ～55

LiFePO4的出现
1997年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸铁锂(LiFePO4)，比传统的正极材料更具安全性，尤其耐高温，耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料。因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料。
1922年生于德国。二战之前就读于美国名校Yale大学，二战后在芝加哥大学读物理硕士。博士期间攻读的固体物理，毕业之后到了MIT的美国空军林肯实验室开始了固态化学的学习和研究。上世纪70年代，出于为不发达国家提供能源的美好心愿，开始转向能源方面的研究。研究中发现了嵌Li过程中尖晶石结构和rock-salt结构之间的相互转化，同时结合具有稳定的骨架结构的聚阴离子型的材料，如硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐等，他与学生Akshaya Padhi做出了LiFePO4正极材料，被University of Montreal的Michel Armand相中，他觉得这个材料和自己开发的电解质很匹配，于是联系上了Hydro-Quebec公司买下了这个专利。这个正极材料能够进行完全的充放电实验，并且廉价、对环境无污染。
这个成果是在1994年做出来的，但是老人家在1986年接受了University of Texas的邀请，来到Austin，受到基金的资助，作为终身教授，他没有在67岁退休，至今仍然在工作，研究固体氧化物燃料电池等等。他说：I am an old tiger enjoying working here。
锂离子电池负极材料
理想的锂离子电池负极材料应满足以下几个特点：
（1）材料的可逆储锂容量大；
（2）锂脱嵌电位适中（太低容易引起锂沉积，太高不利于电池端电压的提升）；
（3）材料结构稳定，可以经受长期循环；
（4）表面能形成稳定的SEI 膜；
（5）有较好的电子电导率，同时锂离子易于在其内部扩散；
（6）制备工艺简单，原料来源丰富、廉价、无污染。

常见储锂机制