王贵欣，李晨玥，黄心怡，杨柳依，韦 双，郝虎明，敬娜娜

镍钴锰酸锂电极材料改性研究进展*

王贵欣†，李晨玥，黄心怡，杨柳依，韦 双，郝虎明，敬娜娜

（四川大学 化学工程学院，成都 610065）

镍钴锰酸锂（LiNiCoMn1−−O2，NCM）是一种具有高使用容量的三元正极材料，但存在元素混排、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。针对目前三元材料存在的问题，归纳总结了特殊结构与形貌、掺杂、替代、包覆、修饰、复合等改性方法的最新研究进展，探讨了不同方法对材料电化学性能、循环稳定性和安全性的影响，分析比较了不同方法的优缺点。结合材料、电化学、热和力等多学科知识及本课题组利用负热膨胀材料对能源材料改性的研究成果，提出了原位利用电极循环过程中的热调控形变和界面行为改善材料性能的新思路，为解决电池的热失控和应力等安全问题提供参考。

镍钴锰酸锂；改性；热和形变调控；电化学性能；安全

0 引 言

能量密度和安全性对锂离子电池的应用至关重要，受电极材料和电解液的影响较大。常见的LiFePO4、LiCoO2、LiNiCoM1−−O2（NCM; M = Mn, Al; 0 <,< 1）等正极材料中，三元材料LiNiCoMn1−−O2因可利用容量高和能量密度大而备受关注[1-5]。NCM兼有LiNiO2、LiCoO2、LiMnO2等层状材料的优点，目前朝着高镍、低钴方向发展，市场上的常见类型及不同成分之间的相互影响见图1。NCM具有六边-NaFeO2型层状岩盐结构，空间群为[1-5]，过渡金属离子占据3b空位形成二维交替层，与O2−共同组成MO6八面体结构；O2−占据八面体的6c位形成立方密堆阵列；Li+占据剩下的3a空位，位于八面体层之间，在层间可逆地嵌入和脱出。……