Goodenough研究开发的LiCoO2正极材料是十分成功的锂离子电池正极材料，日本索尼公司以LiCoO2/C体系率先实现商业化，最早作为商品化正极材料被用于锂离子电池。由于该材料具备较高的工作电压、较大的能量密度、优良的循环性能和较高的倍率性能，并且无记忆效应，制备方法简单易行，所以它是现阶段应用最为成熟的锂离子电池正极材料，已被广泛地使用在小型电子产品如手机、照相机和笔记本的锂离子电池中。

LiCoO2晶体结构为α-NaFeO2型结构，属于六方晶系，空间群为R3m，晶胞参数为：a=0.281 6 nm，c=1.408 nm（图2-1）。在理想的LiCoO2晶体结构中，Li+和Co3+分别位于立方紧密堆积氧层中交替的八面体空隙的3a和3b位置。在充、放电过程中，Li+可以从所在的二维平面发生可逆的脱嵌反应，具有较高的锂离子扩散系数10-9～10-7 cm2·s-1。如果锂离子完全嵌脱，其理论质量比容量为274 mAh·g-1，体积比容量为1 363 mAh·cm-3；但在实际的充、放电过程中，为了保持结构的稳定性，LiCoO2只能发生部分的锂离子嵌脱，因此其实际比容量仅有160～200 mAh·g-1，能反复利用的Li离子数目少于总量的60%。

图2-1　层状LiCoO2的晶体结构示意［2］(www.daowen.com)

LiCoO2的局限还在于成本高、热稳定性差、大电流放电或深度循环时比容量衰减快等方面。与锰、铁、镍相比，钴资源短缺且价格昂贵；当电池内部超过一定温度时，会发生严重的放热反应，严重时会导致起火发生危险；另外，LiCoO2过充时会发生如图2-2所示的结构转变，导致性能衰减。这些缺陷限制了LiCoO2在大型动力电池方面的应用。随着锂离子电池正极材料的快速发展，LiCoO2材料在市场中所占的份额正在逐渐降低。

图2-2　LixCoO2随着充电深度增加逐渐从O3结构向P3和O1转变［3］