1、国内外发展现状

近年来，环境和能源问题日益成为全社会关注的焦点。因此，开发清洁、安全、可再生能源是非常必要的。锂离子电池具有成本高、工作电压高、放电容量高等优点，已受到人们的广泛重视。正极材料作为锂离子电池不可或缺的重要组成部分，也受到许多研究者的密切关注，希望提供性能优良的正极材料，以满足客户的要求。目前，市场上已商业化的正极材料主要包括LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和高镍的材料，并广泛应用于便携式电子产品、混合动力汽车和电动汽车(EV)。在上述材料中，三元正极和磷酸铁锂正极是当前两种主流应用材料。相比于磷酸铁锂，三元材料具备高比容量、高能量密度和高倍率等优势，可满足纯电动乘用车动力电池的要求。此外，随着三元材料技术逐渐成熟，三元材料的市场价格逐渐降低，磷酸铁锂相对于三元材料的成本优势随之减弱。出于成本和性能的综合考虑，动力电池企业选择三元材料作为电池正极材料的意愿加强，三元材料成为纯电动乘用车领域主流的正极材料之一。

在新能源汽车发展的大潮流背景下，三元正极材料的市场需求在未来很长一段时间呈现节节攀升的趋势，高镍化是必然的趋势，目前镍含量达80%的NCM811电池和NCA电池已经大规模量产供应，为进一步降低成本和提升竞争力，镍含量83%-90%的新型高镍电池成为了电池企业的研发重点。

  2、技术瓶颈和发展趋势

三元材料中Co能抑制Li、Ni混排，改善倍率性能和循环性能，Co的存在有利于增强晶体材料结构稳定性和热安全性能，然而Co全球储量相对较少，价格昂贵，容易受地缘政治影响，因此研究无钴前驱体具有十分重要的意义。由于没有Co的存在，电池材料的阻抗性会增加，倍率性能、循环性能和稳定性都会随之降低。比表面积大的材料与电解液的接触面积大，锂离子的扩散路径变短，有利于锂离子在电池材料的嵌脱，提高材料倍率性能；通过掺入一些其它元素（Al、Zr、Mg等）能改善材料的循环性和稳定性，但Zr、Mg、Al掺杂元素因和与镍钴锰金属溶度积常数差异较大，溶液体系下容易出现因沉淀速率不同步导致的元素分布不均匀，从而易形成胶体或由超细的纳米絮粒团聚而成絮球，严重影响了材料的结晶度，从而降低了材料的物化性能。

因此，开发结晶度好、结构稳定的高镍核壳-浓度梯度、多元掺杂、高镍无钴等前驱体是目前市场高镍化、无钴化趋势下必由之举。

在此，企业希望寻求校企联合，共同解决三元材料在发展过程中存在的问题：

目前，国内外正极材料厂家主要采用共沉淀-高温固相法来制备正极材料， 即首先通过共沉淀法制得前驱体，然后混锂烧结，最终制得相应的正极材料，合成所得的材料通常为若干亚微米级的一次粒子组成的微米级球形二次颗粒。二次颗粒随着电池充放电次数增加，尤其在高电压下，一次粒子之间的界面极易产生微裂纹或粉化，提高了界面电阻，极化增大，二次球形颗粒内部孔隙多，接触面积大，副反应增多，产气严重，从而导致电池循环性能和安全性能恶化。