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正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源，其性能和价格对锂离子电池的影响较大。

目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA）等。

钴酸锂是代商业化正极材料，在几十年的发展中逐渐改性和提高，可以认为是成熟的锂离子电池正极材料。

钴酸锂具有放电平台高、比容量较高、循环性能好、合成工艺简单等优点。但该材料中含有毒性较大的钴元素，且价格较高，制作大型动力电池时安全性难以。

镍含量越高，材料比容量越高。NCM811材料比容量可达210mAh/g，比NCM111材料增加近25%。

（2）镍含量越高，材料储存和开发难度越大。高镍三元材料极易吸水变质，降低容量和循环寿命。而且一部分水还会保存在晶体中，使得电池在高温环境中产生气体，造成电池胀气，带来安全隐患。

（3）镍含量越高，三元材料热稳定性越差。如NCM11材料在300℃左右发生分解，而NCM811在220℃左右即分解。

（4）镍含量升高会带来电解液匹配问题。高镍材料表面由于吸水变质产生的LiOH等物质会与电解液反应，造成容量衰减和安全问题。

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锂电池是一种将电化学能与电能互相转换的电化学储能器件，通过锂离子与电子在电极材料中的注入与脱出实现能量的传递与互换。

伴随着锂离子与电子的传递，电池内部材料本征的物理化学参数如吉布斯自由能、费米面等会随之改变，反而在宏观电池参数上就是电池电压的变化以及电池容量的变化。

在钴酸锂电极材料的探索中，高电压钴酸锂的探索一直是萦绕在研究人员心中。
在早期的钴酸锂探索中，当电压4.25V时，电池的循环性能出现了快速的衰减，此时钴酸锂材料六方晶相开始向单斜相转变。

相关研究表明单斜相变与电池性能衰减之间的关系如下：相变过程中材料体积变化导致材料性能变化；相变不可逆造成容量衰减与结构破坏；表面副反应进一步加剧；过渡金属溶解加速Li源消耗；氧参与电荷转移进一步氧化电解液。随着对材料改性技术的运用，相关高电压钴酸锂材料取得了长足的进步
虽然三元材料具有良好的电化学性能，但是实际运用而言，还有不少问题需要解决，例如：锂离子的混排，提率，提高锂离子扩散系数和电子电导率。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2主要改性方法有：离子掺杂和表面包覆。表面包覆和适当的掺杂比例和均匀的掺杂能使材料的结构更稳定、改善材料的循环性能和热稳定性能。

锂离子电池的输出功率与材料中的电子电导及锂离子的离子电导都有直接关系，所以以不同手段提高电子电导及离子电导是提高材料的关键
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三元材料本身确实还有很多问题没有解决，这也是为什么三元材料一直被大家认为不安全的原因。单纯对三元电池本身来讲，原材料本身热稳定性差和电池制作工艺两方面，应该是三元电池不安全的两个主要因素。

三元材料，是一种层状化合物，脱锂后的热稳定性不够理想，容易引起失氧和相变。而且在200℃左右材料就会分解，发生热失控。如何提高三元材料的安全性，简单说几点比较重要的：从三元材料本身来讲，进行陶瓷氧化铝的包覆，控制Ni的含量在合理的范围，其次在和电池体系中其他材料的配合上也要下功夫研究，例如电解液添加剂的匹配，陶瓷隔离膜的选择等