鎳鈷錳三元材料是近年來開發的一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環穩定性好、成本適中等重要優點，由于這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，在電池中已實現了成功的應用，并且應用規模得到了迅速的發展。

據披露，2014年中國鋰離子電池正極材料產值達95.75億元，其中三元材料為27.4億元，占有率為28.6%；在動力電池領域，三元材料正強勢崛起，2014年上市的北汽EV200、奇瑞eQ、江淮iEV4、眾泰云100等均采用三元動力電池。

2015年上海國際車展，在新能源汽車中，三元鋰電池的占有率超過了磷酸鐵鋰電池成為一大亮點，包括吉利、奇瑞、長安、眾泰、中華等大部分國內主流車企都紛紛推出采用三元動力電池的新能源車型。許多專家預言：三元材料憑借其優異的性能和合理的制造成本有望在不久的將來取代價格高昂的鈷酸鋰材料。

人們發現：鎳鈷錳三元正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內調整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化，因此，出于進一步降低鈷鎳等高成本過渡金屬的含量，以及進一步提高正極材料的性能的目的；世界各國在具有不同鎳鈷錳組成的三元材料的研究和開發方面做了大量的工作，已經提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系。包括333，523，811體系等。一些體系已經成功地實現了工業化生產和應用。

本文將較為系統地介紹近年來幾種主要的鎳鈷錳三元材料的最新研究進展及其成果，以及人們為了改進這些材料的性能而開展的摻雜、包覆等方面的一些研究進展。

1鎳鈷錳三元正極材料結構特征

鎳鈷錳三元材料通常可以表示為：LiNixCoyMnzO2，其中x+y+z=1；依據3種元素的摩爾比(x∶y∶z比值)的不同，分別將其稱為不同的體系，如組成中鎳鈷錳摩爾比(x∶y∶z)為1∶1∶1的三元材料，簡稱為333型。摩爾比為5∶2∶3的體系，稱之為523體系等。

333型、523型和811型等三元材料均屬于六方晶系的α-NaFeO2型層狀巖鹽結構，如圖1。

鎳鈷錳三元材料中，3種元素的的主要價態分別是+2價、+3價和+4價，Ni為主要活性元素。其充電時的反應及電荷轉移如圖2所示。

一般來說，活性金屬成分含量越高，材料容量就越大，但當鎳的含量過高時，會引起Ni2+占據Li+位置，加劇了陽離子混排，從而導致容量降低。Co正好可以抑制陽離子混排，而且穩定材料層狀結構；Mn4+不參與電化學反應，可提供安全性和穩定性，同時降低成本。