们与 Co 元素的比例，在平衡性能和成本的基础上，优化组成。现在文献中最常
见的组成是 LiNi

1/3

Co

1/3

Mn

1/3

O

2

三元正极材料，此外还有 LiNi

2/5

Co

1/5

Mn

2/5

O

2  

，

LiNi

3/8

Co

2/8

Mn

3/8

O

2

等。

作为一类具有三元协同效应的功能材料，Ni、Co、Mn 的计量比对该材料

的合成及性能影响显著。一般来说，Ni 的存在能使 LiNixCoyMn1-x-yO2 的晶胞
参数 c 和 a 值分别增加，同时 c/a 值减小，晶胞体积相应增大，有助于提高材料
的可逆嵌锂容量。但过多 Ni2+的存在又会因为与 Li+发生位错现象而使材料的
循环性能恶化。Co 能有效地稳定复合物的层状结构并抑制 3a 和 3b 位置阳离子
的混合，即减小 Li 层与过渡金属层的阳离子混合，从而使锂离子的脱嵌更容易，
并能提高材料的导电性和改善其充放电循环性能；但随 Co 的比例增大，晶胞参
数中的 c 和 a 值分别减小，c/a 值反而增加，使得晶胞体积变小，导致材料的可
逆嵌锂容量下降。而 Mn 的引入除了大幅度降低成本外，还能有效地改善材料
的安全性能，但 Mn 的含量太高则容易出现尖晶石相而破坏材料的层状结构。

目前，镍钴锰三元正极材料的研究主要集中在材料的合成以及电化学性能

与结构的关系上。在实际电池中，正极材料颗粒的形貌、粒径分布、比表面积
及振实密度等物性特征对材料的加工性能及电池的综合电性能影响很大，为了
拓宽锂离子电池的应用范围，尤其是将三元材料应用于对安全性、循环性以及
倍率特性要求苛刻的动力电池上，高密度、粒径分布均匀的球形三元材料的制
备已经成为研究的热点，而如何在保证其电化学性能的前提下提高其振实密度
则是三元材料走向大规模应用的关键。

预计到 2015 年和 2020 年我国车用和储能锂离子电池将达到如下目标(表

l，2)，大规模应用于电动交通、智能电网等领域，进一步促进新能源产业的快
速发展。

  

三元材料 LiNi

1/3

Co

1/3

Mn

1/3

O

2

的结构特点：