不同镍含量NCM微裂纹示意图

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随着 Ni 含量提升，微裂纹导致 NCM 材料性能衰减。根据《高镍三元层状锂离子电池正极材料：研究进展、挑战及改善策略》介绍，在锂离子电池的充放电过程中，往往伴随着嵌锂（脱锂）的过程，随着锂离子的嵌入与脱出，三元正极材料从表面开始发生结构相转变，由层状 R-3m 结构逐渐向尖晶石 Fd-3m 结构甚至岩盐相 Fm-3m 结构发生转变。由于锂离子连续地嵌入与脱出，氧离子层与过渡金属离子的斥力和引力会发生变化，从而引起晶胞参数的变化，正极材料中镍含量的增加也将导致晶格在 c 轴方向上更严重的变化。在充放电过程中，重复性的各向异性膨胀和收缩引起体积循环变化，由此产生的内部应力引起晶粒内部的晶界之间产生裂纹和孔隙，而晶粒与晶粒之间的距离也会逐步拉大，出现部分晶粒离开正极独立存在的现象，导致正极材料阻抗增加。当三元正极材料中镍含量超过 80%，微裂纹扩展更加严重，晶间裂纹导致更多的晶面与电解液接触产生 Ni-O 相副产物，消耗电解质和活性材料的同时增加了锂离子的扩散电阻。图 5：不同镍含量 NCM 微裂纹示意图

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最后更新: 2023-03-27

图表内容

不同镍含量NCM微裂纹示意图
x≤0.8
Cycling
charge discharge
Cycling
Nio-like
impurity
phase
x>0.8
charge discharge
■Microcrack
Electrolyte Penetration
from stress-causing
accelerates the surface degradation
anisotropie change
along the microcrack
Capacity fading of Ni-rich Li[Ni
Co MnxO(0.6sxs0.95)cathodes for high-energy-density lithium-