2、三元材料及电池：自Li(NixCoyMn1-x-y)O2材料被首次报道之后，引起研究者的高度关注。为减少Co涨价带来的成本压力，国内外已开展了三元材料低Co甚至无Co化的研究，此类材料可能成为未来的主流正极材料。Li(NixCoyMn1-x-y)O2与LiCoO2结构有相似之处。以NCM111型三元材料为例，其中Li+位于结构中3a位置，Ni、Mn、Co随机分布在3b的位置，晶格氧占据6c位置。其中过渡金属层结构由Ni、Mn、Co组成，且由6个晶格氧包围形成MO6(M=Ni、Co或Mn)八面体结构，而锂离子嵌入MO6层之间。在充放电过程中，锂离子在MO6层间结构中脱嵌，参与电化学反应的电对分别为Ni2+/Ni3+、Ni3+/Ni4+和Co3+/Co4+，而Mn元素为电化学惰性，不贡献电化学容量。

             图2不存在Li/Ni混排(a)和存在Li/Ni混排(b)的三元材料的结构图

1）按Ni含量比例可将三元材料和电池分为常规型和高镍型。随着Ni含量的提高，可脱嵌锂增加，材料容量及电池能量密度提高，因此高镍型三元材料和电池是当前研究的热点并充满挑战。

2）首先，由于Ni2+半径与Li+半径非常接近，随着Ni含量提高，高镍三元材料在高温烧结制备时产生Li/Ni混排概率急剧加大，而进入MO6层的锂脱嵌较为困难，阻碍 Li+传输能力，导致比容量降低及循环性能降低并很难逆转。

3)其次，随着Ni含量的提高，材料中Ni3+的比例也随之提高，而Ni3+非常不稳定，暴露在空气中非常容易与空气中的水分和CO2反应生成表面残碱，导致三元材料容量和循环性能损失。

4)除此之外，过多的表面残碱会使得三元电池产气严重，影响其循环性能、安全性能等。

5)第三，高价Ni元素还具有较高的催化活性和氧化性，导致电解液分解也引起电池产气。

3、为解决上述难题，前驱体定制化、烧结工艺个性化、离子掺杂、表面包覆改性、湿法处理及生产环境管控成为三元材料厂家的普遍选择。对于三元电池来说，其性能特点主要有较高的材料质量比容量、质量和体积比能量，较好的倍率性能和低温性能，但由于结构的稳定、镍钴资源的稀缺等，其循环性能较好、安全性能一般，成本较高。