三元过渡金属镍钴锰复合氧化物

三元材料综述引言目前，以锰、钴、镍三种元素摩尔比相等的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元复合正极材料受到广泛的关注。

由于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2比容量高，循环性能好，热稳定性好，而且锰、镍价格都比钴低，可大大降低材料的成本，是一种理想的锂离子电池正极材料。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有单一的α-NaFeO2型层状结构，空间点群为 R-3m。

锂离子占岩盐结构的 3a 位，过渡金属离子（M=Ma、Ni、Co）占据 3b 位，氧离子占据 6c 位置，晶格常数a=0.2862nm、c=1.4227nm。

Shaju K M 等[1]对 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行XPS 测试，测试结果发现：镍、钴、锰分别以+2、+3 及+4 的价态存在，同时，也存在少量的Ni3+和 Mn3+。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料，在充电过程中的反应有如下特征：在 3.75-4.54V 之间有两个平台，且容量可达 250mAh/g，为理论容量的 91％。

通过 XANES 和 EXAFS 分析发现在 3.9V 左右时，Ni 的氧化电对为 Ni2+/Ni3+，在 3.9～4.1V之间为 Ni3+/Ni4+。

当高于 4.1V 时，Ni4+不再参与反应，Co 的氧化电对 Co3+/Co4+与上述两个平台都有关。

当电压高于 4.2V 时 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中 O 的损失会更加严重，这将导致材料的循环性能下降，使不可逆容量增加。

此种材料在 3.0～4.5V 间首次循环伏安扫描发现，在 4.289V 处有一个不可逆阳极氧化峰，对应于首次循环不可逆容量；在3.825V 左右处出现一个阳极氧化峰，相对应的在 3.675V 存在一个阴极还原峰。

当反复扫描这一对氧化还原峰时，峰的高度和峰的位置始终保持不变，说明LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料具有优异的可逆循环性能。

国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制说明（审定稿）《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制组编写单位：金川集团股份有限公司2019年10月18日国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》编制说明一、工作简况1. 任务来源及计划要求根据国家标准化管理委员会于2017年12月28日下达的2017年第四批国家标准制修订计划（见国标委综合〔2017〕128号），国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》（GB/T 26300-2010）的修订工作由金川集团股份有限公司主持修订，项目计划编号为20173793-T-610，项目完成时间为2019年12月。

2. 标准修订的目的及意义受益于新能源汽车产业政策的推动，中国已是全球最大的电动汽车市场。

三元材料因为其优异的综合性能，已成为车载锂离子动力电池的主流产品。

作为三元正极材料最关键的原材料，镍钴锰三元素复合氢氧化物在过去十年里也得到了快速发展。

为了满足下游客户的各种不同需求，镍钴锰三元素复合氢氧化物呈现多元化发展的趋势，相应的指标要求也发生了变化。

2010年发布的国家标准《镍钴锰三元素复合氢氧化物》（GB/T 26300-2010）中的部分内容已经无法适用于现在的产品。

为了跟上产业发展的步伐，提高镍钴锰三元素复合氢氧化物生产企业的开发和生产能力，敦促各企业按更先进的标准进行生产，需要及时对国家标准进行修订。

3. 产品简介3.1 性质镍钴锰三元素复合氢氧化物是深棕色或黑色粉末，流动性好，不溶于水，能溶于酸。

3.2 用途车载锂离子动力电池市场正在走出导入期，开始跨入快速成长期。

未来几年，锂离子电池市场规模增长的最大动力确定无疑将来自电动汽车市场。

全球锂离子动力电池及其材料的生产主要集中在中国、日本和韩国，主要正极材料包括改性锰酸锂、镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂。

高能量密度锂离子动力电池的需求带动了高比容量的高镍三元材料的应用和发展。

三元材料单体能量可达到180Wh/kg，高镍三元材料极限密度可达250-260 Wh/kg。

在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。

层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。

其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。

缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。

另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。

镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。

由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。

由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。

(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。

由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。

目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。

在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。

层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。

其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。

缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。

另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。

镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。

由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。

由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。

(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。

由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。

目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。

锂离子电池正极材料中微量元素测定一、简介锂离子电池的正极材料目前主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及锂钴锰镍复合氧化物，本方法适用以上材料中微量元素测定，以三元材料（锂钴锰镍复合氧化物）举例。

二、实验仪器与主要试剂（1）电感耦合等离子体发射光谱仪ICAP-7200型（Thermo）（2）恒温电加热板（3）盐酸（GR）:35% v/v（4）元素标准溶液：100 ug /mL二、标准溶液的配制1.主元素：取Li、Ni、Mn标准溶液，加入5mL 35%盐酸后定容，得到主元素混标。

2.杂质元素：取相应标准溶液，加入5mL 35%盐酸后定容，得到杂质元素混标（5μg/mL），再取杂质元素混标，加入2mL 35%盐酸，稀释至相应浓度。

三、分析步骤1.仪器工作条件表（2）各元素测试波长2. 试样溶液配制2.1 称取0.2500g （精确至0.0001g）试样于50mL 容量瓶子中（耐高温），加1ml水润湿试样，加入5mL35%盐酸，并半旋紧样品瓶盖用于回流，置于90℃电热板上加热至样品完全溶解后，取下冷却后，定容至50mL用来测试杂质元素。

2.2 取1.00mL上述溶液于100mL 容量瓶中，加10mL 35%盐酸，用水稀释至刻度，摇匀，用来测试主元素。

3. 上机测试3.1 分析参数设置：样品重复测试2 次样品冲洗时间10S3.2 等离子源设置：功率1150W辅助气流量0.5 L/min雾化器气体流量0.7 L/min3.3 标准溶液浓度设置3.4 按照表（2）的工作条件新建测试方法，先用标准溶液绘制工作曲线，然后测试试样溶液谱线强度，在标准曲线上得到溶液中各元素的浓度，输入样品的重量、体积、稀释倍数，结果计算机自动给出。

4. 检出限测试4.1配置试样溶液时，同时配置试剂空白，上机测试时，连续测试空白溶液10次，得到相对标准偏差。

4.2 以10次基体空白溶液的3倍标准偏差做为该基体条件下的检出限，其中方法定量限采用3倍检出限乘以稀释因子。

镍钴锰三元正极材料的原料
镍钴锰三元正极材料是一种新型的电池材料，由镍、钴、锰等元素组成。

它具有高能量密度、长循环寿命和良好的安全性能等优点，被广泛应用于锂离子电池、锂聚合物电池等新能源领域。

镍钴锰三元正极材料的原料主要包括镍、钴和锰。

这三种元素在材料合成中起着重要的作用，决定着材料的性能和特点。

首先是镍，镍是镍钴锰三元材料的主要成分之一。

镍具有较高的容量和较低的成本，是一种重要的正极材料。

镍可通过从镍矿石中提取得到，然后经过精炼和纯化处理，得到高纯度的镍材料，用于合成镍钴锰三元材料。

其次是钴，钴也是镍钴锰三元材料的重要成分之一。

钴具有较高的电导率和较好的循环稳定性，能够提高电池的性能。

钴的原料主要来自钴矿石，通过冶炼和提纯等工艺，得到高纯度的钴材料，用于合成镍钴锰三元材料。

最后是锰，锰是镍钴锰三元材料中的另一个重要成分。

锰具有较高的电化学活性和较好的结构稳定性，能够提高电池的循环寿命和安全性能。

锰的原料主要来自锰矿石，经过炼矿和提纯等工艺，得到高纯度的锰材料，用于合成镍钴锰三元材料。

除了镍、钴和锰之外，镍钴锰三元材料的制备中还需要添加一些辅
助材料，如碳酸锂、氧化锂等。

这些辅助材料能够提供锂离子，参与到电池的充放电过程中，提高电池的容量和性能。

镍钴锰三元正极材料的原料主要包括镍、钴、锰以及一些辅助材料。

它们通过提炼、纯化等工艺得到高纯度的材料，用于合成新型电池材料。

这些材料的选择和合成方法对于电池的性能和特点具有重要影响，因此在材料的研究和制备过程中需要进行深入的研究和优化，以提高电池的性能和应用范围。

国家标准《镍、钴、锰三元素复合氧化物》编制说明金川集团有色公司二00九年二月1.任务来源本标准计划是由中国有色金属工业协会中色协综字[2007]237号文件《关于下达2007年第二批有色金属国家标准制（修）订项目计划的通知》下达，项目序号20079113-T-610，由金川集团有限公司负责起草，计划于2009年完成。

2.编制原则镍、钴、锰三元素复合氧化物是锂离子电池用新材料，我国目前尚无相应的国家标准或行业标准。

该标准旨在加强供需双方的技术理解和交流，指导和规范产品的生产和贸易，满足市场相关领域的不同需求。

3.编制情况标准格式按GB/T1.1-2000标准要求编写。

标准制定起草工作开展后，主要查阅了国外同类产品标准和国内有关企业技术资料，进行了收集、整理、对比分析，并对国内的生产和使用状况进行调研整合后，经起草单位与用户多次探讨、协商，与2009年2月提出该“标准预审稿”。

4.产品行业背景锂离子蓄电池具有比能量大、单体工作电压高、工作温度范围宽、循环寿命长、自放电小、对环境污染小等优点，在便携式电器和电动汽车等领域有着广阔的应用前景。

随着对现有材料和电池设计技术的改进以及新材料的出现，锂离子电池应用范围将不断拓展，它将作为最具发展前景的新能源服务于人类，已成为本世纪的研发热点。

锂离子电池正极材料LiNi x Co y Mn1-x-y O2具有同LiCoO2和LiNiO2一样的α-NaFeO2结构和理论比容量，但是这种材料具有LiCoO2、LiNiO2等其它正极材料所无法比拟的优势。

1. 钴酸锂由于价格昂贵、安全性能差而不适合作为动力电池；2. 锰酸锂具有低成本、环保、安全性好等优点，但其能量密度低、循环性能差、碳做负极时锰的溶解问题突出；3. 镍酸锂合成条件要求苛刻，而且循环性能不好，安全性能差；4. 镍钴酸锂容量比钴酸锂有所提高，但制备成本高、过充存在安全性问题；5. 磷酸铁锂具有成本低廉、环境友好、安全性好等优势，但其体积能量密度较低。

镍钴锰三元正极材料的原料首先，镍是合成镍钴锰三元正极材料的重要原料之一、镍可以从镍矿石中提取，常见的镍矿石包括镍磁铁矿、镍铜矿和镍钴矿。

提取镍的主要过程包括矿石的破碎、磁选、浮选、烧结和电解等步骤。

通过这些过程可以获得纯度较高的镍原料，用于合成镍钴锰三元正极材料。

钴是另一个重要的原料，它可以通过不同的方式获得。

一种常见的方法是从钴矿石中提取。

主要的钴矿石有赤铁矿、辉钴矿和方钴矿等。

提取钴的过程类似于提取镍的过程，包括矿石的破碎、磁选、浮选、烧结和电解等步骤。

通过这些过程可以获得纯度较高的钴原料，用于合成镍钴锰三元正极材料。

锰也是合成镍钴锰三元正极材料的重要原料之一、与镍和钴不同，锰可以从多种原料中获得。

一种常见的方法是从合成氧化锰矿中提取。

合成氧化锰矿主要是由氧化锰、氧化钠和氧化铝等混合物矿石组成。

提取锰的过程包括矿石的破碎、浸出、沉淀、过滤、干燥和焙烧等步骤。

通过这些过程可以获得高纯度的锰原料，用于合成镍钴锰三元正极材料。

除了镍、钴和锰之外，合成镍钴锰三元正极材料还需要其他辅助原料。

例如，锂是电池正极材料的重要组成部分，因此需要添加锂盐，如氢氧化锂或硫酸锂等。

此外，还需要添加一些导电剂和粘结剂，以提高材料的导电性和结构稳定性。

总的来说，镍钴锰三元正极材料的原料包括镍、钴、锰以及一些辅助原料，如锂盐、导电剂和粘结剂等。

这些原料通过不同的提取或合成方法获得，并经过一系列的物理和化学处理，最终得到用于制备锂离子电池的镍钴锰三元正极材料。

在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。

层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。

其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。

缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。

另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。

镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。

由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。

由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。

(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。

由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。

目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。

在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol,p =0.53g/cm-3, 电化学当量最小，为0.26 gAh-1,标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。

层状的Co02，其理论容量为274 mAh/g,实际容量在140〜155 mAh/g。

其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。

缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。

另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。

镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。

由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。

由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900C的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。

(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。

由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H 电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。

目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe 、Mn、V 等) 的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。

三元过渡金属镍钴锰复合氧化物摘要：三元过渡金属镍钴锰复合氧化物1.简介2.结构和性质3.制备方法4.应用领域5.前景展望正文：三元过渡金属镍钴锰复合氧化物，也称为NCM，是一种重要的锂离子电池正极材料。

近年来，随着电动汽车、储能等领域的快速发展，对高能量密度、高安全性、长寿命的锂离子电池需求不断增加，NCM材料因其优秀的性能而受到广泛关注。

1.简介三元过渡金属镍钴锰复合氧化物，主要由镍（Ni）、钴（Co）和锰（Mn）三种过渡金属元素组成。

其结构特点是具有相互连接的层状结构，类似于石墨烯。

NCM材料的电化学性能可以通过调整三种金属元素的比例来实现对锂离子电池性能的优化。

2.结构和性质CM材料的结构主要包括NiO2、CoO2和MnO2，其中Ni、Co、Mn原子交替排列。

这种结构有利于锂离子的扩散和电子传输，从而提高电池的电化学性能。

此外，NCM材料具有较高的理论容量，可以达到200mAh/g以上。

同时，其较好的热稳定性、环境友好性和较低的成本也使得NCM成为锂离子电池正极材料的热门选择。

3.制备方法CM材料的制备方法主要包括共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。

其中，共沉淀法是最常用的方法，因为它可以实现对NCM材料形貌和成分的良好控制。

制备过程中，通常需要对原料的比例、反应条件、沉淀时间等因素进行优化，以得到性能优良的NCM材料。

4.应用领域三元过渡金属镍钴锰复合氧化物广泛应用于锂离子电池的正极材料。

在新能源汽车、储能设备、消费电子等领域都有广泛应用。

尤其是随着电动汽车市场的快速增长，对高能量密度、高安全性、长寿命的锂离子电池需求不断增加，NCM材料的市场需求也逐年攀升。

5.前景展望随着科学技术的进步，对高性能锂离子电池的需求将持续增长。

三元过渡金属镍钴锰复合氧化物作为一种优秀的锂离子电池正极材料，具有很大的市场潜力和广泛的应用前景。

未来，通过材料制备技术、电极设计、电池管理等方面的创新，NCM材料将在电动汽车、储能等领域的应用得到进一步拓展。

三元前驱体
三元前驱体材料则是镍钴锰氢氧化物NixCoyMn(1-x-y)（OH）2，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例(x:y:z)可以根据实际需要调整。

基本介绍：常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2，三元前驱体材料则是镍钴锰氢氧化物NiCoMn(1-x-y)（OH）2，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是平台太低，用在手机上（手机截止电压一般在3。

4V左右）会有明显的容量不足的感觉，在一些山寨手机上已经有在用三元材料的电池了，特别是容量比较高的电池。

磷酸铁锂容量发挥偏低，不适合追求高容量手机电池的要求。

干燥技术：三元材料的干燥技术目前以日本最为先进，其采用的是回转窑设备，但是其有金属污染，产品品质受影响，而采用微波干燥技术干燥三元前驱体更优于回转窑技术，完全避免了金属污染，并且有干燥速度快，几分钟就可完成干燥处理三元前躯体，干燥均匀，品质好，干燥温度低，能耗降低等优点。

设备占地面积小，用电环保！。

三元正极材料的组成
三元正极材料指的是由镍、锰、钴三种金属组成的正极材料。

通常情况下，三元正极材料中的镍、锰、钴比例不同，可以调整它们的比例来改变正极材料的性能。

一般而言，较高比例的镍可以提高电池的能量密度，但也容易导致安全性问题。

较高比例的锰可以增强电池的稳定性和耐用性，但会牺牲一定的能量密度。

而较高比例的钴可以提高电池的容量和循环寿命。

因此，制造三元正极材料时需要平衡比例关系，根据电池的使用场景和需求，选择适当的比例来制造性能优异的三元正极材料。

基金项目：教育部高等学校骨干教师基金资助项目（２０００年）作者简介：苏继桃（１９７９－），男，湖南省人，博士生。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＳＵＪｉ－ｔａｏ（１９７９－），ｍａｌｅ，ｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｄｏｃｔｏｒ．制备镍、钴、锰复合氢氧化物的热力学分析苏继桃，苏玉长，赖智广（中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８３）摘要：合成化学计量的锂离子电池正极材料ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２的关键在于制备均匀的前驱体。

通过对Ｍ２＋（Ｎｉ２＋，Ｃｏ２＋，Ｍｎ２＋）－ＮＨ３－ＯＨ－－Ｈ２Ｏ体系的热力学分析，获得了Ｍ２＋－ＮＨ３－ＯＨ－－Ｈ２Ｏ体系中不同氨浓度时的ｌｇ［Ｍ］－ｐＨ关系图（其中Ｍ为过渡金属元素），得到了以（ＮＨ４）２ＳＯ４为络合剂，以ＮａＯＨ为沉淀剂，采用共沉淀法制备的锂离子电池正极材料用镍、钴、锰复合氢氧化物，较适宜的氨浓度为０．５ｍｏｌ／Ｌ左右，最佳共沉淀的ｐＨ值为１２．０左右。

在此氨浓度和ｐＨ值条件下通过共沉淀法制备了类球形的镍、钴、锰复合氢氧化物前驱体粉料，所得前驱体组分恒定，粒度分布均匀，中位粒径Ｄ５０为１４．７６μｍ。

关键词：锂离子电池；正极材料；热力学分析；共沉淀中图分类号：ＴＭ９１２．９文献标志码：Ａ文章编号：１００８－７９２３（２００８）０１－００１８－０５ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｈｙｄｒｏｘｉｄｏｆＮｉ，ＣｏａｎｄＭｎＳＵＪｉ－ｔａｏ，ＳＵＹｕ－ｃｈａｎｇ，ＬＡＩＺｈｉ－ｇｕａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｕｎｉｆｏｒｍｐｒｅｃｕｒｓｏｒｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２．ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆＭ２＋（Ｎｉ２＋，Ｃｏ２＋，Ｍｎ２＋）－ＮＨ３－ＯＨ－－Ｈ２Ｏｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｒｏｃｅｅｄｅｄ，ａｎｄｌｇ［Ｍ］－ｐＨｇｒａｐｈｓａｔＭ２＋（Ｎｉ２＋，Ｃｏ２＋，Ｍｎ２＋）－ＮＨ３－ＯＨ－－Ｈ２ＯｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮＨ３ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＴｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｈｙｄｒｏｘｉｄｐｏｗｄｅｒｓｏｆＮｉ，Ｃｏ，ＭｎｆｏｒＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｐｏｓｉｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｏ－ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｕｓｉｎｇ（ＮＨ４）２ＳＯ４ａｓｃｏｍｐｌｅｘｉｎｇａｇｅｎｔ，ＮａＯＨａｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｎｔ，ａｎｄｗｉｔｈｔｈｅｏｐｔｉｍａｌＮＨ３ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ０．５ｍｏｌ／Ｌ，ｐＨｏｆａｂｏｕｔ１２．０．Ｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｐｒｅｃｕｒｓｏｒｐｏｗｄｅｒｓｗａｓｓｐｈｅｒｅ－ｌｉｋｅｗｉｔｈａｍｉｄｄｌｅｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒＤ５０ｏｆ１４．７６μｍ，ａｎｄｗｉｔｈｕｎｉｆｏｒｍｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ；ｐｏｓｉｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌ；ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏ－ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ目前，研究较多的锂离子电池正极材料是具有α－ＮａＦｅＯ２熔盐结构的层状氧化物ＬｉＭＯ２（Ｍ为过渡金属元素）［１］。

三元合金成分
三元合金是由三种元素组成的合金，通常包括两种金属和一个非金属元素。

这种合金具有一些独特的性质和应用，因此在工业和科学领域得到广泛应用。

三元合金中的第一个元素通常是一种金属，如铁、镍、钴、铜、铝等。

第二个元素也是一个金属，可以是同一种金属或不同的金属，如锰、铬、钨、钛等。

第三个元素通常是一个非金属元素，如磷、硼、碳、氮等。

三元合金的成分可以根据需要进行调整，以实现特定的性质和应用。

例如，钢中添加铬和镍可以提高其耐腐蚀性和强度；将钨添加到钨钢中可以提高其硬度和耐磨性；将硼添加到钢中可以提高其硬度和热稳定性。

在工业中，三元合金用于生产各种材料和产品，如高温合金、弹簧钢、轴承钢、不锈钢等。

在科学领域，三元合金被用于制备催化剂、磁性材料、半导体材料等。

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三元层状镍钴锰酸锂
三元层状镍钴锰酸锂是一种用于锂离子电池正极材料的复合材料。

它由镍（Ni）、钴（Co）和锰（Mn）组成，并以层状结构排列。

三元层状镍钴锰酸锂具有以下特点：
1. 高能量密度：这种材料具有较高的比容量和比能量，能够存储更多的电荷，在相同体积和重量下提供更大的能量输出。

2. 良好的循环寿命：三元层状镍钴锰酸锂具有较好的循环稳定性和电化学性能，能够保持较长的使用寿命和良好的电池性能。

3. 高安全性：相比于其他材料，三元层状镍钴锰酸锂对过充和过放的耐受性较高，能够减少电池发生内部短路或热失控的风险，提高电池的安全性。

三元层状镍钴锰酸锂被广泛应用于锂离子电池领域，例如电动汽车、便携式电子设备和储能系统等。

它的优秀性能使得锂离子电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更好的安全性能。