解读三元NCM材料改性处理研究的进展

锂离子电池作为一种低毒，高效的二次电源，已经成功的运用在了消费电子领域。特别是近年来政府大力推动电动汽车产业的发展，锂离子电池凭借其在能量密度，可靠性等方面的优势，迅速占领了电动汽车领域。

传统的钴酸锂材料，虽然技术成熟，但是比容量低，钴价格高，导致钴酸锂成本高，限制了钴酸锂在动力电池方面的应用。今年发展起来的三元材料凭借着其在成本和比容量方面的优势，正在电动力电池领域迅速占领市场。例如NCM材料，凭借着其高容量，低成本的优势如今已经在动力电池市场，与磷酸铁锂材料形成了平分秋色的之势。

但是三元材料，如NCM材料，其循环稳定性不佳，倍率性能不佳，这限制了其进一步发展和应用。为了提高三元材料的性能，学者们也开展了针对性的研究。三元材料稳定性不佳的主要原因是因为Ni和Mn的引入。Ni元素的引入，提高了材料的容量，Ni的含量越高，材料的容量也就越高，例如高镍材料NCM811其比容量可以达到220mAh/g左右，但是Ni的加入也引起了材料的稳定性变差，这主要是因为，材料中的Ni元素价态不稳定，Ni3+容易发生歧化反应，产生Ni2+，Ni2+离子半径与锂离子半径接近，容易进入到锂层发生混排，占据锂离子的点位，阻止锂离子进入，从而造成不可逆的容量损失。另一个造成材料稳定性差的原因是Mn元素，Mn离子在John-Teller效应的左右下，发生畸变，从而进入到电解液，导致材料的结构发生破坏，造成电池的容量衰减。