锂离子电池的发展依赖于能够满足严格要求的电极材料

高能量密度锂离子电池的发展依赖于能够满足日益严格要求的电极材料，特别是对于方法材料。阴极不仅是产生锂离子电池工作电位的主要因素，而且决定了可利用的锂离子数量（即实际容量）。由于Lifepo4已成功地作为高功率锂离子电池材料的一个先例，聚阴离子型复合材料在过去12月的阴极研究领域吸引了广泛的兴趣。尽管与层状氧化物相比，聚阴离子化合物在重量和体积（即，它们具有较小的理论重量或体积容量）方面存在缺点，但它们的固有优势也很明显。它们有非常稳定的框架，能够提供长期的结构稳定性，这对于广泛的循环和应对安全问题至关重要。此外，聚阴离子的化学性质允许通过Goodenough引入的感应效应监测给定的mn+/m（n-1）+氧化还原偶合，并产生比氧化物中的Li+/Li0高的电压值。最后，多阴离子化合物可以采用大量的原子排列和晶体结构，对于给定结构类型的阳离子和阴离子取代具有极强的通用性。

在过去的二十年中，具有不同聚阴离子基团的化合物，如沥青酸盐（PO43-）、焦磷酸盐（P2O74-）、硅酸盐（SiO44-）、硫酸盐（SO42-）、硼酸盐（BO33-）及其氟化合物在文献中被广泛研究。本章介绍和总结了近年来锂离子电池用聚阴离子化合物的研究进展。本领域的一些评论论文也可在文献中找到。这里，我们主要关注作为阴极材料使用的不同的聚阴离子化合物，除了橄榄石型Lifepo4及其类似物。

1硅酸盐是新聚阴离子电极材料中较低、更安全、比旧化合物具有更高容量的一部分，“四面体”硅酸盐，其分子式为Li2MSiO4（M=Fe、Mn、Co、Ni、V），是一个令人兴奋的研究领域，显示出巨大的可编程性。这些材料不仅表现出由强Si-O共价键引起的高结构稳定性，而且对环境友好，生产成本低，并且在循环过程中具有理论上的双电子交换性能单元，因此理论容量约为330mAh/g。由于这些因素和其他因素，自2000年以来，正硅酸盐已经促进了Sig-ni-fi-cant的研究工作。2006年预测了氧化还原过程m2+/m3+和m3+/m4+的理论电压，其中一些预测后来被实验证实。然而，尽管对这一领域进行了大量的研究，但迄今为止，在Li2MSiO4中寻找可逆的双电反应的成功率有限。在不同类型的原硅酸盐阴极材料中，当假设在中等电压下，每个配方单元中的两种锂离子都可能被提取出来时，Li2MnsiO4吸引了研究人员的注意。