中國粉體網(wǎng)訊  在三元材料出現(xiàn)之前，已經(jīng)有了鈷酸鋰,、鎳酸鋰,、錳酸鋰等正極材料。這些材料存在多多少少的問題,，為了改善這些材料的性能,，研究者們嘗試向其中加入其他物質(zhì)，三元正極材料應運而生,。

鈷酸鋰：具有理論比容量高,、循環(huán)性能優(yōu)異、放電平臺平穩(wěn)、工作電壓高和合成工藝相對簡單等優(yōu)點,，但是鈷因價格較高,、抗過充能力較差和污染較大等缺點制約了它的發(fā)展。

鎳酸鋰：雖然具有比容量較大的優(yōu)點,，但易生成非化學計量比的產(chǎn)物導致結(jié)構(gòu),、熱穩(wěn)定性較差。

錳酸鋰：錳具有資源豐富,、價格便宜,、安全性能高和環(huán)境友好等優(yōu)點，這使得作為正極材料的錳酸鋰具有良好的應用前景,。錳酸鋰有尖石結(jié)構(gòu)的LiMn₂O₄及層狀結(jié)構(gòu)的LiMnO₂這兩種結(jié)構(gòu),，其中層狀LiMnO₂材料的比容量較大，但存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的特點,；尖晶石結(jié)構(gòu)LiMn₂O₄具有價格低廉,、安全性能優(yōu)異、對環(huán)境友好,、充放電電壓高的優(yōu)點,，但存在高溫下容量衰減較嚴重、比容量較低等缺點,。

三元材料的協(xié)同作用

在三元材料中,，過渡元素Ni、Co,、Mn在3b位置無序排列,，具有明顯的三元協(xié)同效應，可以結(jié)合單一組分優(yōu)點提高材料的整體性能,，具有能量密度高,、成本低、環(huán)境友好,、市場前景與發(fā)展?jié)摿�較好的優(yōu)勢,。

首先，Ni的存在有助于提高電池容量,，但是Ni²⁺的半徑（0.069nm）與Li⁺的半徑（0.076nm）接近,，所以Li⁺易與Ni²⁺混排造成鋰析出，導致材料的循環(huán)性能變差,。

摻入Co³⁺能夠抑制Li⁺與Ni²⁺混排,，有利于材料層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定從而提高充放電容量及深度放電能力，并可對材料表面的氧化起到抑制作用,，提高鋰離子的脫嵌速度及高倍率放電性能,。

Mn⁴⁺在材料充放電過程中不參與氧化-還原反應,，整個電化學過程中保持良好的惰性，提高了材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及材料的安全性能,，但含量過高會使容量降低,，破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)。

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專家簡介

唐有根,，男，漢族,，湖南漣源人,，1962年10月出生，博士�,，F(xiàn)任中南大學二級教授,、博士生導師，化學電源與材料研究所所長,，化學電源湖南省重點實驗室主任,，金屬燃料電池工程技術(shù)中心（籌）主任。

主要從事先進電池,、新能源材料和應用電化學等方面的教學,、科研和開發(fā)工作。承擔10余項國家重點科技攻關(guān)項目,、國家“863”高技術(shù)計劃項目,、國家自然科學基金項目、解放軍武器裝備高新工程攻關(guān)項目和企業(yè)重大招標與技術(shù)轉(zhuǎn)讓等項目,，科研經(jīng)費2000多萬元,。先后榮獲省部級科技進步獎12項,，獲國家發(fā)明專利20項,。出版專著和教材5部，在國內(nèi)外重要期刊上發(fā)表學術(shù)論文300余篇,，Ei和Sci檢索論文200多篇,。獲2000年寶鋼教育基金優(yōu)秀教師獎和2014年鑫恒教育基金優(yōu)秀教師獎。