在目前商业化生产的锂离子电池中，正极材料成本约占整个电池成本的40%。正极材料的价格直接决定了锂离子电池的价格，尤其是锂离子动力电池。例如，用于手机的小型锂离子电池仅需5g左右的正极材料，而用于驱动公交车的锂离子动力电池可能需要高达500kg的正极材料。

衡量锂离子电池正极材料的好坏，大致可以从以下几个方面进行：①正极材料应具有较高的氧化还原电位，使电池具有较高的输出电压；可逆的嵌入和脱嵌，使电池具有高容量；③ 在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应不发生变化或尽量少发生变化，以保证电池良好的循环性能： ①i 正极的氧化还原电位锂离子在嵌入/脱嵌过程中应尽量少变化，使电池电压不发生明显变化，以保证电池顺利充放电；⑤正极材料应具有高导电性，能对电池进行大电流充放电；⑥正极不与电解液等发生化学反应；⑦ 锂离子在电极材料中要有较大的扩散系数，有利于电池的快速充放电；⑧ 价格便宜，对环境无污染。

锂离子电池正极材料一般为锂氧化物，研究较多的有LiCoO 2、LiNiO 2、LiMn 2 O 2、LiFePO 4 和氧化钒。导电聚合物阴极材料也很受关注。

1、正极材料为LiCoO 2 的锂离子电池

目前商业化的锂离子电池中，正极材料 基本都选用层状结构的LiCoO 2。其理论容量为274mA`h/g，实际容量约为140mA`h/g，有报道称实际容量已达到155mA`h/g。该正极材料的主要优点有：工作电压高、充放电电压稳定、适用于大电流充放电、比能量高、循环性能好、导电率高、生产工艺简单、制备容易等。主要缺点主要是：价格高、耐过充能力差、循环性能有待进一步提高。

2. 正极材料为LiNiO 2 的锂离子电池

用作锂离子电池正极材料的LiNiO 2具有类似于LiCO 2的层状结构。其理论容量为274mA·h/g，实际容量已达到190~210mA·h/g。工作电压范围为2.5~4.2V。这种正极材料的主要优点是：自放电率低、无污染、与各种电解液相容性好、价格比LiCoO 2便宜。然而，LiNiO 2 有致命的缺点：制备条件非常苛刻，给LiNiO 2的商业化生产带来相当大的困难；热稳定性差。与LiCoO 2 和LiMn 2 O 4相比 正极材料在相同条件下，LiNiO 2 的热分解温度最低，每天释放的热量最多，给电池带来极大的安全隐患；LiNiO 2 在充放电过程中容易发生结构变化，降低电池的循环性能。这些缺点使得LiNiO 2 作为锂离子电池正极材料还有很长的路要走。

3、正极材料为LiMn 2 O 4的锂离子电池

锰酸锂2 O 4用作锂离子电池正极材料，具有尖晶石结构。其理论容量为148mA·h/g，实际容量为90～120mA·h/g。工作电压范围为3~4V。该正极材料的主要优点是：锰资源丰富、价格低廉、安全性高、制备相对容易。缺点是理论容量不高；该材料在电解液中会缓慢溶解，即与电解液的相容性不是很好；在深度充放电过程中，材料容易发生晶格畸变，导致电池容量快速衰减，尤其是在较高温度下使用时更是如此。为了克服上述缺点，一种层状氧化锰LiMnO 2 是近年来新开发的。该正极材料理论容量为286mA·h/g，实际容量已达到200mA·h/g左右。工作电压范围为3~4.5V。虽然与尖晶石结构的LiMn 2 O 4相比，LiMnO 2 在理论容量和实际容量上都有较大的提升，但仍然存在充放电过程中结构不稳定的问题。在充放电过程中，晶体结构在层状结构和尖晶石结构之间反复变化，导致电极体积反复膨胀和收缩，导致电池循环性能变差。此外，LiMnO 2 在较高的工作温度下也存在溶解的问题。解决这些问题的方法是对LiMnO 2进行掺杂和表面改性，并取得了可喜的进展。

4. 正极材料为LiFePO 4 的锂离子电池

该正极材料具有橄榄石晶体结构，是近年来研究的热门锂离子电池正极材料之一。其理论容量为170mA·h/g，未掺杂时实际容量高达110mA·h/g。通过对LiFePO 4进行表面改性，其实际容量可高达165 mA h/g，与理论容量非常接近。工作电压范围约为 3.4V。与上面介绍的正极材料相比，LiFePO 4 具有稳定性高、安全可靠、环保、价格低廉等优点。LiFePO 4的主要缺点 是其低理论容量和低室温电导率。基于以上原因，LiFePO 4 在锂离子电池中具有很好的应用前景。然而，要在整个锂离子电池领域展现出强大的市场竞争力，LiFePO 4面临以下不利因素： ①来自LiMn 2 O 4、LiMnO 2、LiNiMO 2 正极材料的 低成本竞争；②在不同的应用领域，人们可能更愿意选择更合适的 ③LiFePO 4的电池容量不高；④在高科技领域，人们更关心的是性能而不是成本，比如手机、笔记本电脑；⑤磷酸铁锂4 急需提高1C倍速深放电时的导电率，以提高比容量；⑤在安全性方面，LiCoO 2 代表了目前行业内的安全标准，LiNiO 2的安全性 也有了很大的提升，而LiFePO 4 只是表现出更高的安全性能，尤其是在电动汽车等方面更能保证其充分的竞争力安全方面的优势。 

虽然理论上可以用作锂离子电池的正极材料有很多种，但LiCoO 2 仍然是商用锂离子电池中应用最广泛的正极材料。虽然层状LiNiO 2具有比LiCoO 2 更高的比容量，但由于其结构变化和热分解反应带来的安全问题，LiNiO 2直接用作 正极材料还有相当大的距离。用Co部分替代Ni得到安全性更高的LiNi 1-x CoxO 2 作为正极材料可能是未来重要的发展方向。尖晶石结构的LiMn 2 O 4 和层状结构的LiMnO 2 原料资源丰富、价格优势明显、安全性高，被认为是最具竞争力的正极候选之一。然而，充放电过程中的结构失稳问题是未来的重要研究课题。目前具有morinite结构的LiFePO 4实际放电容量 已达到理论容量的95%左右，具有价格低廉、安全性高、结构稳定、无环境污染等优点。它被认为在大型锂离子电池中非常有前途。然而，LiFePO 4的理论容量限制 使其不太可能用于高容量小型锂离子电池。