锂离子电池的工作原理实际上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，Li⁺从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极，保证负极的电荷平衡。放电时则相反，Li⁺从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态，就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，锂离子就象优秀的运动健将在摇椅的两端来回奔跑。所以锂离子电池又称摇椅式电池。

在锂电实际生产制造中需要用到的材料很多，包括正负极材料、隔膜、电解液、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、铝箔、铜箔、铝带、镍带、吸塑等等，其中正极材料、负极材料、隔膜和电解液被称为关键材料，锂离子电池的性能主要取决于这几种关键材料。而在锂电池制造的材料成本中，正极材料占的比重**，在30%以上。所以在锂离子电池的发展中，研究高质量低成本的正极材料是关键的任务之一。

自锂离子电池诞生以来，其发展经历了曲折的过程。正极材料发展到现在虽种类繁多，但真正应用于商业化的鲜有罕见。而作为一种理想的锂离子电池正极材料要求具有以下电化学性能：

（1）具有层状或隧道的晶体结构，以利于锂离子的嵌入和脱出，结构牢固，在充放电电压范围内的稳定性好，使电**有良好的充放可逆性，以保证锂离子电池的循环寿命;

（2）充放电过程中，应有尽可能多的锂离子嵌入和脱出，使电**有较高的电化学容量;

（3）在锂离子进行嵌脱时，电极反应的自由能变化应较小，以使电池有较平稳的充放电电压，以利于锂离子电池的广泛应用;

（4）锂离子应有较大的扩散系数，以减少极化造成的能量损耗，保证电池有较好的快充放电性能;

（5）分子量小，提高重量能量密度；摩尔体积小，提高体积能量密度。

另外，从实用角度来讲，正极材料应原料来源广泛，价格便宜，易于工业化，并对环境无污染等。

目前研究的正极材料可分为两类：即纯相类和改性类。对纯相类的有钴氧化物、镍氧化物、锰氧化物、钒氧化物、多原子阴离子正极材料、其他正极材料等。

改性类顾名思义是对纯相类材料进行结构上的改性技术处理，主要包括包覆和掺杂等手段。如三元（如镍钴锰酸锂）或二元（如镍锰酸锂）正极材料等。

商业化的正极材料常见性能列表如下：