镍钴锰酸锂

关键的锂离子电池正极材料
[niè]锰酸锂(LiNixCoyMn1−x−yO2,NCM)是一种具有高使用容量的三元正极材料[1],为关键的锂离子电池正极材料[2],属于常见的镍钴多元氧化物之一,分为镍钴锰酸锂111、镍钴锰酸锂523、镍钴锰酸锂622及镍钴锰酸锂811[3]
因综合了镍酸锂(LiNiO2)高容量、钴酸锂(LiCoO2[4])优异的倍率性能和循环性能、锰酸锂(LiMnO2)的低成本和高安全性,镍钴锰酸锂被认定为最具有应用前景的正极材料之一。但镍钴锰酸锂也存在元素混排、相变、热稳定性差、微裂纹等缺陷,导致电池出现容量衰减和安全问题,影响其广泛应用[5][1]
负热膨胀材料能有效调控镍钴锰酸锂的结构、热、形变和界面行为等,在大电流、高温及长循环过程等放热较多的条件下优势更加明显。利用负热膨胀、相变、热缩等材料,调控结构、热、形变和界面行为,降低热危害和内应力,将会是镍钴锰酸锂的一个重要改性方向[1]

概述

镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴,成本方面优势非常明显,和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比,镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近,使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂,成为新一代锂离子电池材料的宠儿。