二次锂离子电池具有工作电压高、质量轻、比能量大、自放电小、循环寿命小、无记忆效应、环境污染小等特点, 在移动型电器、电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UPS 电源、医疗仪器电源以及宇宙领域均有重要作用[1]

目前国内外市场上，广泛应用的正极材料分别是钴酸锂（LCO），镍钴锰酸锂（NCM111，NCM523）以及镍钴铝酸铝（NCA）。LiCoO2 由于易于制备、工作电压高、放电平稳、结构比较稳定、实用性最好, 是目前唯一已经大量用于生产锂离子电池的正极材料。[2]但安全性较差，有重大事故隐患。NCA材料能量密度高，但循环稳定性较差；NCM综合性能较好，更适合作为电动车电池材料。

镍钴锰三元材料具有比钴酸锂更高的可逆比容量（170~200mAh/g），可以更好的满足电子产品日益小型化和多功能化的要求。目前该材料的电化学性能如可逆比容量、循环性能、倍率特性、耐过充性能、结构稳定性和热稳定性等在国内外得到广泛的认可。由于在该材料中大量采用价格较为低廉的锰和镍取代资源缺乏和价格较高的钴，因此材料的成本会比钴酸锂有明显的降低。

锂离子电池正极材料的制备方法大都采用高温固相合成法，另外人们也探索了溶胶凝胶法、水热法等湿化学方法．这些制备方法的初始原料是用纯度较高的钴镍化合物如CoCO。，Co(OH) ，NiCO。，Ni(OH)。等．而这些原料的制备都是用电解法制得的纯钴镍经酸碱一系列化学反应才得到的，另外溶胶凝胶法要用大量的有机试剂。[3]在构成锂离子电池正极材料的3个核心要素(含有锂离子、具有可变价过渡金属以及适合锂离子脱嵌的空间结构)中。锂离子的含量和可变价过渡金属得失电子量决定了材料的理论比容量。过渡金属和空间结构决定了材料的脱嵌锂离子的电位。空间结构也直接关系到材料的实际发挥容量、倍率性能以及安全性等指标各国学者对正极材料的研究主要集中在两个方面：一是发现新材料，美国在这种基础研究中处于垄断地位． 目前几种正极材料基本上都是美国学者发现的：二是改进现有材料存在的主要问题，特别是在锂离子电池中的应用问题。这方面的应用研究日本处于领先地位，在锂离子电池商业化以前的20世纪8O年代。正极材料处于基础研究时。而21世纪以来．正极材料主要集中在应用研究方面。特别是正极材料在动力型锂离子电池中的应用。

在20世纪90年代，为了解决镍酸锂的热稳定性和结构稳定性差的问题，有些学者将钴和锰通过体相掺杂的方式引入到其晶体结构中，出现了最早的镍钴锰锂三元化学组成。但由于采用了类似于钴酸锂的固相烧结工艺（将氧化钴、氧化镍、氧化锰、碳酸锂进行混合与高温烧结），无法达到镍、钴、锰在晶体结构中原子水平上的均一分布。因此电化学性能不理想。并且没有阐明相关的电化学反应机理。未引起人们对该材料的足够重视。

第二个阶段是在21世纪前10 a．Tsutomu Ohzuku等与Lu Zhonghua等[7]利用共沉淀法制备出一系列镍钴锰的氢氧化物前驱体。然后再将其与氢氧化锂混合研磨，高温烧结出Li(Ni。Co，Mn)O 化合物。通过氢氧化物前驱体制备工艺。使得镍、钴、锰能够实现均一分布．因此电化学性能优异，结构稳定性和热稳定性都优于钴酸锂。在该化合物中。镍呈现正二价。是主要的电化学活性元素；锰呈现正四价，对材料的结构稳定性和热稳定性提供保证：钻是正三价。其存在有利于该材料层状结构形成、降低材料电化学极化和提高倍率特性。该制备工艺的主要缺点是。由于二价锰离子在碱性溶液中的易氧化性引起的前驱体过滤洗涤困难以及前驱体化学成分的不确定性。从而导致产品的一致性较差通过该工艺制备出的镍钴锰酸锂三元材料微观形貌是由亚微米一次晶粒团聚而成的二次球形颗粒。一次晶粒之间存在很多缝隙 这种微观颗粒形貌导致镍钴锰酸锂三元材料的压实密度低以及电极辊压时二次球形颗粒的破碎。低的压实密度和不良的电极加工性能使得镍钴锰酸锂三元材料的电极能量密度始终低于钴酸锂。而智能电子产品对小型锂离子电池的能量密度具有很高的要求。这使得三元材料在过去10 a里始终没有取代钴酸锂占据正极材料主流位置。

第三个阶段是最近两年，通过采用新型前驱体制备工艺和三位自由烧制技术，合成出类似于钴酸锂的微米级一次单晶颗粒。该制备工艺克服了生成氢氧化物沉淀时二价锰离子在碱性溶液中的易氧化性引起的前驱体过滤洗涤困难问题。制备出的微米级一次单晶颗粒化合物具有更加完整的晶体结构、较高的压实密度和优异的电极加工性能，其电极压实密度可高达3.85g/cm³,接近钴酸锂的水平。随着生产技术的进一步完善，有望完全取代钴酸锂。[4]

静电纺丝法是一种连续制作大比表面积和多孔结构纤维的重要方法。设备简单、操作容易，可用于高分子纤维、无机纳米纤维以及纳米带等的制备。其中同轴静电纺丝技术采用套管式针头，能制出同轴芯壳的纤维，是两种物质有机结合在一起，发挥其集成优点及协同效应。[5]在工业生产中，高温固相法是最常用的材料制备方法之一。[6]但是对于三元材料来说，利用高温固相法合成难以实现三种过渡金属元素的均匀混合，在合成的过程中还容易使杂质进入其中，影响材料的性能，该方法并不适合三元材料的制备。为了制备出该性能的三元材料，研究人员利用辐照凝胶法[7]、喷雾干燥法[8]、水热合成法[9]、微波合成法[10]等多种方法合成三元材料，取得了较好的成果。

低温熔盐法也适用于合成三元材料。LiNi1/3 Co1/3M n1/3O2 不仅综合了LiCoO2 , LiNiO2 , LiM nO23 种层状材料的优点, 而且性能更加优异[11] , 存在明显的三元协同效应:通过引入Co , 能够减少阳离子混排的情况, 有效稳定材料的层状结构[12] ;通过引入Ni , 可提高材料的容量;通过引入Mn , 不仅可以降低材料成本, 而且还可以提高材料的安全性, Yabuuchi 等[13] 研究认为正极材料LiNi1/3 Co1/3Mn1/3O2 在充电状态下的热稳定性优于正极材料LiCoO2 和LiNiO2 .因此, 正极材料LiNi1/3 Co 1/3Mn1/3O2 应用前景良好, 成为近年来的研究热点。熔融盐法近年来被用于制备锂离子电池正极材料, 并取得了很好的效果.但是, 由于引入非锂盐[14] 或过量锂盐作为熔融剂, 生成的产物需要与熔盐分离, 后续洗涤复杂繁琐.并可能影响到材料的电化学活性.为解决熔融盐法制备材料时存在的复杂繁琐后处理的问题, 我们研究小组系统研究了LiOH #183; H 2O -LiNO3 , LiOH #183; H 2O -LiC1 #183; H2O , LiOH #183; H 2O -Li2 CO3 及LiNO3 -LiC1 #183; H2O 这4 种低共熔盐, 找出了其中具有最低共熔点的0 .38LiOH #183;H2O -0 .62LiNO3[15] , 以期以微过量的熔融性能优异的低共熔盐制备无需洗涤除杂的性能良好的正极材料.而本文是在此基础上更进一步:向0 .38LiOH #183; H2O -0 .62LiNO3 中添加CH3 COOLi #183; 2H2O, 得到了在80 ～ 90 ℃实现很好熔融态的新型低温共熔盐LiOH #183; H 2O-LiNO3 -CH 3COOLi#183; 2H2O , 然后将其与球形前驱体Ni1/3 Co1/3 Mn1/3(OH)2 恒温90 ℃研磨0 .5 h ,经3 阶段温度烧结制备了球形正极材料LiNi1/3 Co1/3M n1/3O2 , 并详细对比了不同的烧结温度, 不同的烧结时间及低共熔盐的不同配比对产物晶体结构和电性能等方面产生的影响.[16]

用同轴静电纺丝法尝试制备三元富镍材料能发挥三元材料的特性，制备成的锂电池拥有更高的能量密度，安全性能也能够满足使用需求，NCM622是目前取代 LiCoO2正极材料在锂离子电池市场中主流地位最具竞争性的材料之一。