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正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源，其性能和价格对锂离子电池的影响较大。
目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂（NCM）和镍钴铝酸锂（NCA）等。
钴酸锂是代商业化正极材料，在几十年的发展中逐渐改性和提高，可以认为是成熟的锂离子电池正极材料。
钴酸锂具有放电平台高、比容量较高、循环性能好、合成工艺简单等优点。但该材料中含有毒性较大的钴元素，且价格较高，制作大型动力电池时安全性难以。
镍含量越高，材料比容量越高。NCM811材料比容量可达210mAh/g，比NCM111材料增加近25%。
（2）镍含量越高，材料储存和开发难度越大。高镍三元材料极易吸水变质，降低容量和循环寿命。而且一部分水还会保存在晶体中，使得电池在高温环境中产生气体，造成电池胀气，带来安全隐患。
（3）镍含量越高，三元材料热稳定性越差。如NCM11材料在300℃左右发生分解，而NCM811在220℃左右即分解。
（4）镍含量升高会带来电解液匹配问题。高镍材料表面由于吸水变质产生的LiOH等物质会与电解液反应，造成容量衰减和安全问题。
当电压4.6V时材料相变就难以控制，主要体现为：1.相变动力学变差，导致内阻在高电位下增加；2.结构巨变，O3结构消失；3.晶胞参数剧烈膨胀收缩；4.滑移相变不完全可逆造成容量电压衰减。晶胞参数巨变的宏观表现使材料颗粒体积膨胀及收缩，同时颗粒的变化又导致电极材料发生改变引起电芯衰减。
为解决高电压钴酸锂应用需对高压区间相变过程进行设计与调控增强循环可逆性。对于商业应用的电芯来说，除了考虑电芯的膨胀率意外还应考虑到高膨胀系数对电极涂覆材料、材料抗拉伸强度、电芯封装材料都提出了更高的要求。
