近年來,三元正極材料不斷往高能量密度、長壽命、高安全性方向發展,能量密度越高、技術工藝壁壘越高。在當前產品快速更新換代的情況下,新進入者短期內無法突破關鍵技術,難以形成競爭力。對三元正極材料的研究,需要從材料選擇、制備工藝、改性研究等進行多方面的深入理解。
三元層狀材料LiNi1-x-y Cox MnyO2 根據Ni、Co、Mn三種元素比例的不同,一般可以分為兩類:一類是Ni:Mn等比例型,如111型,424型等,這類材料中 Ni為 2價,Co 為 3價,Mn 為 4價。另一類是高鎳材料,如523型、622 型、811型等,這類材料的Ni為 2或 3價,Co為 3價,Mn為 4價。不同材料的理論比容量會有所區別,大致為280 m Ah?g-1,隨著鎳含量的增加,實際比容量會相應的增加。
在鎳鈷錳三元材料中,過渡金屬元素Ni、Co、Mn對材料性能的作用各不相同。其中,Ni元素的含量越高,可以為材料提供高的比容量,但是在充電狀態下,Ni4 極其不穩定,容易引發材料安全性問題;Co元素的含量越高可以減輕材料的陽離子混排程度,但是會使材料的成本顯著提高;Mn元素的含量越高可以穩定材料的結構,但是會使材料的放電比容量明顯降低。因此,不同Ni、Co、Mn比例的材料其性能也不相同