三元材料NCM由于其中加入了Mn元素，錳價(jià)格低廉，使得其成本顯著降低。而且NCM材料容量很高，可以達(dá)到200mAh/g以上，并且具有提高充電電壓的潛質(zhì)，因此是一種十分有希望的正極材料。但是由于材料中的Mn元素和Ni元素，導(dǎo)致材料在長(zhǎng)期循環(huán)變現(xiàn)較差，主要原因是其中Mn元素在John-Teller效應(yīng)下，發(fā)生溶解進(jìn)入到電解液中，導(dǎo)致材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。同時(shí)由于Ni2+離子離子半徑與鋰離子接近，因此容易進(jìn)入到鋰層，發(fā)生混排，造成不可逆的容量損失。目前比較好的解決辦法就是在材料的表面進(jìn)行包覆處理，從而抑制材料在充放電過(guò)程中的結(jié)構(gòu)破壞。

 

　　例如，河北工業(yè)大學(xué)的Enshan Han等通過(guò)在Li1.17Mn0.48Ni0.23CO0.12O2三元材料表面包覆一層MgO。通過(guò)包覆2wt%的MgO，可以顯著的提高材料的放電容量和循環(huán)穩(wěn)定性，相比于沒(méi)有進(jìn)行包覆的材料，其在0.1C倍率下的首次放電容量可以達(dá)到260.3mAh/g(電壓范圍2.0-4.8V)，在循環(huán)10圈后，容量保持率達(dá)到99.5%。該材料的最大的優(yōu)勢(shì)是，Mn含量高，Ni和Co含量較低，而且在合成過(guò)程中不需要?dú)夥毡Ｗo(hù)，因此可以顯著的降低生產(chǎn)成本。而且由于不需要Ar或者N2保護(hù)，因此十分適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

 

 

　　雖然包覆處理有這么多的優(yōu)點(diǎn)，但是包覆處理還要面臨新的問(wèn)題，那就是關(guān)于材料的熱穩(wěn)定性的題。包覆處理就無(wú)法避免對(duì)處理后的材料進(jìn)行再次加熱處理，而加熱處理會(huì)導(dǎo)致本身就不太穩(wěn)定的Ni3+離子發(fā)生反應(yīng)，生成與鋰離子半徑接近的Ni2+離子，進(jìn)入到鋰層中，而且這種反應(yīng)是不可逆，從而導(dǎo)致材料的容量發(fā)生不可逆的損失。一般在生產(chǎn)中，對(duì)材料進(jìn)行表面處理，將材料加熱到700℃是十分常見(jiàn)的，Sejong University的Jae Hyeon Jo等人，對(duì)高鎳材料的加熱處理過(guò)程中Ni的行為進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)中他們采用了Li[Ni0.7Mn0.3]O2作為研究對(duì)象，這種材料能夠代表目前市場(chǎng)上的NCM811和NCA等這些高鎳材料，實(shí)驗(yàn)中這些材料被分別加熱到了200℃，400℃和600℃，實(shí)驗(yàn)表明，提高熱處理溫度，會(huì)明顯的提升鋰層中的鎳占位比例，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鋰從顆粒的內(nèi)部向表面擴(kuò)散，在材料顆粒的表面生成Li2CO3和LiOH等物質(zhì)，從而導(dǎo)致材料表面的堿度升高，進(jìn)一步影響后續(xù)的勻漿和涂布過(guò)程。同時(shí)也會(huì)顯著的影響材料的電化學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)表明熱處理溫度低的材料，Ni2+在鋰層中占位更少，在循環(huán)壽命測(cè)試中也有更好的表現(xiàn)，同時(shí)也有更好的倍率性能和熱穩(wěn)定性。

 

　　因此對(duì)正極活性物質(zhì)進(jìn)行熱處理時(shí)，特別是針對(duì)高鎳材料，例如NCM811，NCA材料等，需要充分考慮材料的熱穩(wěn)定性，在保證處理效果的同時(shí)，盡量降低熱處理的溫度，以保證產(chǎn)品的性能。