要理解正極材料的技術指標,需要首先從電池的技術指標說起。鋰離子電池產業初期,主要服務于移動電子產品的發展,例如筆記本電腦、平板電腦、移動智能終端(手機)等。近年來,新能源產業和電動車產業迅速崛起,對鋰離子電池的需求急速增長,刺激鋰電產業加快了發展速度。因此,鋰離子電池需滿足諸多技術性能指標,才能被產業認可、得到進一步的發展。這些技術指標中,最基本的有比能量、循環穩定性、比功率、成本、安全性可靠性、耐用性能、生產制造效率、可持續性等等,指標之間相互關聯,不同的應用領域對鋰離子電池指標的優先考慮順序是不同的。與便攜式電子產品中的鋰離子電池相比,儲能與電動車產業中應用的鋰離子電池的最大不同是單體電池的容量增長為十倍甚至幾十倍,同時電池模組的功能、結構及應用的復雜程度顯著提高,這對鋰離子電池的一致性、可靠性提出了更高的要求。
基于20多年的研究和工程實踐經驗,認為鋰離子電池的技術指標中最重要的是比能量和循環性能,其次是比功率、安全性、可靠性、成本和一致性等性能指標。比能量越高,單位能量(Wh)的材料成本就下降;循環壽命越長,電池的實際使用成本就低。目前移動智能終端用鋰離子電池需要滿足比能量700Wh/L以上、循環性能200次以上的要求,而電動車用鋰離子電池需要滿足比能量140Wh/kg(磷酸鐵鋰或者錳酸鋰正極材料)或200Wh/kg(層狀氧化物正極材料)以上、循環性能1500次以上的要求。鋰離子電池正極材料需滿足上述電池指標才可能被電池主流市場所接受。而目前鋰離子電池的比能量和循環性能主要取決于正極材料[1-6],因而鋰離子電池正極材料的主要研發目標就是高比能量、長循環壽命。