鋰離子電池作為一種低毒，高效的二次電源，已經(jīng)成功的運(yùn)用在了消費(fèi)電子領(lǐng)域。特別是近年來政府大力推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋰離子電池憑借其在能量密度，可靠性等方面的優(yōu)勢(shì)，迅速占領(lǐng)了電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的鈷酸鋰材料，雖然技術(shù)成熟，但是比容量低，鈷價(jià)格高，導(dǎo)致鈷酸鋰成本高，限制了鈷酸鋰在動(dòng)力電池方面的應(yīng)用。今年發(fā)展起來的三元材料憑借著其在成本和比容量方面的優(yōu)勢(shì)，正在電動(dòng)力電池領(lǐng)域迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。例如NCM材料，憑借著其高容量，低成本的優(yōu)勢(shì)如今已經(jīng)在動(dòng)力電池市場(chǎng)，與磷酸鐵鋰材料形成了平分秋色的之勢(shì)。

但是三元材料，如NCM材料，其循環(huán)穩(wěn)定性不佳，倍率性能不佳，這限制了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。為了提高三元材料的性能，學(xué)者們也開展了針對(duì)性的研究。三元材料穩(wěn)定性不佳的主要原因是因?yàn)镹i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，例如高鎳材料NCM811其比容量可以達(dá)到220mAh/g左右，但是Ni的加入也引起了材料的穩(wěn)定性變差，這主要是因?yàn)椋牧现械腘i元素價(jià)態(tài)不穩(wěn)定，Ni3+容易發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生Ni2+，Ni2+離子半徑與鋰離子半徑接近，容易進(jìn)入到鋰層發(fā)生混排，占據(jù)鋰離子的點(diǎn)位，阻止鋰離子進(jìn)入，從而造成不可逆的容量損失。另一個(gè)造成材料穩(wěn)定性差的原因是Mn元素，Mn離子在John-Teller效應(yīng)的左右下，發(fā)生畸變，從而進(jìn)入到電解液，導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，造成電池的容量衰減。