鋰離子電池將在21世紀(jì)的能源領(lǐng)域扮演更加重要的角色。在鋰離子電池的開發(fā)與研究中,鋰離子電池的電極材料,特別是正極材料,成為研究中最重要的組成部分之一,因為鋰離子電池的特性從本質(zhì)上來說是由電池采用的電極材料決定的。

高性能的鋰離子電池正極材料應(yīng)當(dāng)滿足以下要求

(1)很高的理論能量密度;

(2)良好的電解液相容性;

(3)廉價,適用于大規(guī)模生產(chǎn);

(4)無毒,對環(huán)境友好;

(5)優(yōu)良的物理性質(zhì),如不易燃燒。

現(xiàn)在市場上普遍使用的鋰離子電池正極材料(如LiCoO2)的工作電壓平臺重要在34V,無法應(yīng)用于為傳統(tǒng)的115V電池(如ZnPHgO、ZnPAg2O、ZnPMnO2)操作設(shè)計的設(shè)備上。

因此,科研工作者不斷尋找和開發(fā)工作電壓為115V的正極材料,包括CuO、FeS、FeS2、Pb3O4、Bi2O3和Bi2Pb2O5。其中,FeS2作為鋰離子電池的正極材料,展現(xiàn)出許多顯著的特性,如很高的理論一次放電比容量(超過890mAhPg)、對環(huán)境友好(FeS2中的Fe元素和S元素均無毒性)以及價格低廉(天然FeS2礦石非常豐富)。此外,LiPFeS2電池的工作電壓平臺為115V,能夠方便地替代傳統(tǒng)電池,廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中。