什么是不同类型的阴极材料？(the different types of cathode materials?)

阴极材料通常是制造可靠锂离子电池的限制因素。随着可充电电池的使用越来越多，科学家们继续寻找能将高输出与安全运行结合起来的阴极材料。根据应用情况，可使用多种材料。长期以来，家用电器用电池一直使用氧化钴作为主要阴极材料，电动汽车电池需要磷酸铁。...

For devices that use power, the cathode is the negative terminal, and the anode is the positive terminal.

阴极材料通常是制造可靠锂离子电池的限制因素。随着可充电电池的使用越来越多，科学家们继续寻找能将高输出与安全运行结合起来的阴极材料。根据应用情况，可使用多种材料。长期以来，家用电器用电池一直使用氧化钴作为主要阴极材料，电动汽车电池需要磷酸铁。

阴极材料的理想特性是，它们涉及可产生可充电电池的可逆反应，并且该反应不会在所涉及的任何材料之间引起相变。在气相、液相和固相之间改变材料所需的额外能量使得设计一种涉及这种改变的电池是不切实际的。早期的可充电锂电池使用熔融硫磺作为阴极，周围是842华氏度（450摄氏度）的熔融盐。这些电池可以提供高输出，但保持液体物质分离是一个太多的问题。研究人员一直在寻找一种使用硫作为阴极材料的实用方法。。

开发更好的阴极材料的困难之一是其固有的挥发性。为了使电池正常工作，阴极需要相对于另一个电极（阳极）具有很强的电荷。这需要一种含氧量高的物质。这种材料可能非常易燃，尤其是当与电池内发生的化学反应通常相关的热量结合时。

这是人们对阴极硫化合物感兴趣的原因之一。硫具有氧的电性质，但不易挥发。含硫化合物的问题在于，它们产生的阴极寿命较短，因为它们的化学反应会留下副产物，溶解到分隔两个电极的电解质材料中。

20世纪70年代初，一组新的化合物出现，引起了放弃使用熔融硫磺想法的研究人员的注意。这些化合物中最轻的，二硫化钛，在这十年中被广泛使用。大约在1980年，它被锂钴氧化物取代，后者生产了第一个真正成功的锂离子电池。

氧化钴是市场上占主导地位的阴极材料，通常用于手机和笔记本电脑的充电电池。在心脏除颤器等医疗设备中，银钒氧化物通常用于阴极。这种类型的电池有银作为其化学反应的副产品，这提高了电池的导电性。

磷酸铁，以及少量的钛酸锂，作为电动汽车电池的潜在正极材料，已经引起了汽车制造商的注意。其中一个原因是，由这些化合物制成的阴极电池可以在10分钟内快速充电。阴极由镍酸盐制成的电池具有最高的能量密度。这种高能量密度意味着它们本质上不如磷酸铁或钛酸锂电池安全。