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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。
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镍、钴、锰三种元素的不同配置可为材料带来不同的性能：
镍含量增加将增加材料的容量，但会使循环性能变差；
钴的存在可使材料结构更加稳定，但含量过高会使容量降低；
锰的存在可以降低成本并改善安全性能，但含量过高则会破坏材料的层状结构。
固液界面副反应是锂电池发展不可避免的问题，目前使用的非水有机电解液化学窗口通常低于4.4V当充电截止电压4.4V时，电解液就会在电池表面发生氧化分解，这一过程导致电池容量急剧“跳水”。同时氧化分解的产物也覆盖在电极材料表面增加电池内阻。游离过渡金属元素催化表面副反应产物分界使电极材料维持高位活性状态带来隐患。
Co元素与氧元素具有强相互作用，随充电电压升高，在电荷补偿过程中，Co元素电子不足，促使阴离子O元素参与其中，导致材料骨架结构和稳定性发生变化；同时因为O的参与电解液发生氧化反应，这一过程加剧了材料表面CEI膜的生成，增加电解液的分解。
