趙 星，李 星，王明珊，許 俊，王志強(qiáng)

(西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610500)

鋰離子電池正極材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的研究進(jìn)展

趙 星，李 星，王明珊，許 俊，王志強(qiáng)

(西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，四川成都610500)

鋰離子電池三元正極材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有可逆比容量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。闡述了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的晶體結(jié)構(gòu)特征及作為鋰離子電池正極材料使用時(shí)的優(yōu)、缺點(diǎn)；綜述了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制備方法及離子摻雜、表面包覆等對(duì)其電化學(xué)性能的影響；評(píng)述了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題及解決途徑。

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2；正極材料；制備方法；改性修飾；綜述

在鋰離子電池正極材料的發(fā)展過(guò)程中，LiCoO2被較早的商業(yè)化生產(chǎn)，然而當(dāng)脫鋰量x＞0.5時(shí)會(huì)從中脫出氧，造成晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其實(shí)際比容量只為理論比容量(274 mAh/g)的一半左右，此外Co價(jià)格高、有毒，因此人們轉(zhuǎn)向LiCoO2替代材料的研究。Ni、Mn所對(duì)應(yīng)的一元正極材料價(jià)格便宜、毒性較小，然而，一元的尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4容量低，層狀結(jié)構(gòu)的LiMnO2、LiNiO2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。此外，(M為Co或Mn)二元正極材料只能單方面滿(mǎn)足某些電化學(xué)性能的需求，進(jìn)而人們開(kāi)始尋求三元正極材料的研究，Co、Mn共摻雜的，其導(dǎo)電性和循環(huán)性能均優(yōu)于LiNiO2，此外，Co引入到Ni層能增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少了陽(yáng)離子混排、提升了可逆比容量；Mn在其中起到提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的作用。在這類(lèi)材料中，具有Co含量少，生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好、放電比容量高等特點(diǎn)，目前已成為最具有發(fā)展前景的鋰離子電池正極材料之一，本文綜述了該材料的研究進(jìn)展。

1 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的結(jié)構(gòu)特征及電化學(xué)特性

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在性質(zhì)上更接近于LiNiO2，可以看成是LiNiO2的摻雜改性產(chǎn)物，其具有類(lèi)似于 LiCoO2一樣的α-NaFeO2層狀巖鹽結(jié)構(gòu)，屬于六方晶系，空間點(diǎn)群，為層狀嵌鋰復(fù)合氧化物。在晶體中，Li位于3a，O位于6c，過(guò)渡金屬Co位于3b位。Ni在其中的平均價(jià)態(tài)為+3價(jià)，有一定比例的Ni2+存在，Co為+3價(jià)，Mn為+4價(jià)。

在Li1－xNi0.8Co0.1Mn0.1O2中，隨著Li+的脫出，Ni經(jīng)歷了Ni3+/Ni4+、Ni2+/Ni4+、Ni2+/Ni3+的變化過(guò)程；Co3+的氧化電位較高，在4.6 V左右，較難氧化為Co4+，Mn的價(jià)態(tài)保持+4價(jià)不變，不參與電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，Co和Mn表現(xiàn)為非電化學(xué)活性。然而隨著電位的升高將會(huì)脫出更多的鋰，使得其表面的高電化學(xué)活性物質(zhì)容易與電解液發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)，降低可逆比容量。

由于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中Ni的含量高，其缺點(diǎn)還是顯著的。首先，陽(yáng)離子混排問(wèn)題(部分Ni2+會(huì)占據(jù)Li+位置)仍然比較嚴(yán)重；其次，Ni4+在放電過(guò)程中還原不完全，容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，使材料的可逆比容量及循環(huán)性能受到影響；最后，Ni2+氧化不完全，容易在表面形成1～10 nm的NiO層，阻礙Li離子的遷移[1]。這些問(wèn)題導(dǎo)致LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料的首次充放電效率低、循環(huán)過(guò)程中容量衰減快、倍率性能差，這在很大程度上限制了該材料在實(shí)際使用中的應(yīng)用，因此，LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2正極材料的性能還有進(jìn)一步提升的空間。

2 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制備方法綜述

材料的制備方法與材料的結(jié)構(gòu)和性能密切相關(guān)，通過(guò)不同的制備方法所得到的材料在微觀(guān)結(jié)構(gòu)、形貌、比表面積和電化學(xué)性能等方面有很大的差異。當(dāng)前，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的主要制備方法有固相法、化學(xué)共沉淀法、溶液凝膠法等。

2.1 固相法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料

固相法的優(yōu)點(diǎn)在于制備成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單，然而在制備過(guò)程中，要進(jìn)行充分研磨使反應(yīng)物之間有良好的接觸，同時(shí)需在高溫下長(zhǎng)時(shí)間煅燒，能耗大、易混入雜質(zhì)，陽(yáng)離子混排也較嚴(yán)重。

Arias等以L(fǎng)i2O、NiO、Co3O4、MnO2為原料采用固相法獲得的前軀體，經(jīng)900℃熱處理48 h后，制備出粒徑在6 μm左右的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，陽(yáng)離子無(wú)序度為3.5%，在C/14、3.0～4.3 V下，初始放電比容量為132 mAh/g。在煅燒過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于800℃時(shí)出現(xiàn)了類(lèi)似Li2MnO3的不純相，高于1 000℃時(shí)粒徑增大且分布變寬，兩者都會(huì)降低LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的電化學(xué)性能。Kosova等采用固相法，在800℃熱處理后的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在0.1C、2.5～4.3 V下，初始放電比容量約為170 mAh/g。Arai等以混合Li源 (摩爾比LiOH∶LiNO3=1∶1)和Ni(OH)2、Co3O4、MnO為原料，先500℃熱處理6 h，再700℃熱處理24 h獲得LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，0.5 mA/cm2、3.0～4.3 V下具有175 mAh/g的可逆比容量，熱穩(wěn)定性和高溫下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均比LiNiO2好。

固相法工藝簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化生產(chǎn)，但是，采用該方法制備的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料放電比容量偏低。

2.2 化學(xué)共沉淀法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料

采用化學(xué)共沉淀法，通過(guò)控制反應(yīng)的溫度、pH值、轉(zhuǎn)速和氨水的濃度(氨水在其中起到螯合劑作用)等，可制備得到粒徑分布較窄的球型前軀體，并使最終產(chǎn)物具備球型的微觀(guān)形貌，有利于材料振實(shí)密度的提升。

Li等[2]采用過(guò)量5%的LiOH·H2O為鋰源，用共沉淀法制備出的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，在0.1C、2.7～4.3 V下的初始放電比容量為184 mAh/g，30次循環(huán)后容量保持為169 mAh/g。Wang等[3]采用氫氧根共沉淀法獲得球型的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，1C、2.8～4.3 V下具有170 mAh/g的比容量，80次循環(huán)后保持率為92%。Kim等以Ni、Co、Mn的硫酸鹽與 NaOH沉淀劑制備出了純 β-Ni(OH)2相的 Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前軀體，分別經(jīng)480℃和750℃熱處理5 h和20 h后獲得粒徑在10～15 μm的球形LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，在0.1C、3.0～4.3 V下的首次放電容比量為198 mAh/g，300次循環(huán)后保持率為85%。Liang等[4]詳細(xì)研究了氫氧根共沉淀的工藝條件，發(fā)現(xiàn)隨著溶液pH的增加，粒子的粒徑變小，由球形變?yōu)轭?lèi)球形；沉淀溫度越高越有利于Mn2+的氫氧化物形成，但是同時(shí)也更容易形成MnO(OH)2的雜相。

2.3 溶膠-凝膠法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料

采用溶膠-凝膠法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，由于凝膠在干燥和預(yù)燒過(guò)程中會(huì)逸出大量的氣體，使合成的材料微粒具有多孔性質(zhì)和低團(tuán)聚度的特性。此外，有機(jī)物分解時(shí)能產(chǎn)生額外的熱量，能較快地完成晶化，縮短煅燒時(shí)間。

Lu等[5]將加熱獲得溶膠、凝膠，干燥后480℃氧氣流下燒結(jié)5 h，750℃燒結(jié)10 h得到LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料。與其用共沉淀法合成的正極材料相比，溶液凝膠法合成出的Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2具有團(tuán)聚度低、比表面積大、陽(yáng)離子無(wú)序度低(2.44%)的優(yōu)點(diǎn)，0.1C、2.5～4.3 V下的初始放電比容量為200.1 mAh/g。Zhang等[6]用Ni、Co、Mn的乙酸鹽溶解法獲得LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，其前軀體在800℃熱處理后獲得最佳的電化學(xué)性能，0.2C下具有200.8 mAh/g的比容量。

采用溶膠-凝膠法制備LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，能夠獲得較好的材料微觀(guān)形貌及電化學(xué)性能，但是，該方法工藝復(fù)雜，制備成本偏高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

3 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料的修飾改性

雖然LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料具有高的可逆比容量，但是仍然存在首次充放電效率低、循環(huán)過(guò)程中容量衰減快、倍率性能差等問(wèn)題，因此，對(duì)LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2進(jìn)行修飾改性是近幾年研究的熱點(diǎn)。

3.1 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面包覆改性

高電位下，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料表面的高氧化態(tài)陽(yáng)離子具有較高的活性，易溶于電解液，造成表面結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)正極材料表面與電解液發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)形成對(duì)電化學(xué)性能不利的固體電解質(zhì)(SEI)膜。在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面包覆一層合適尺寸的惰性物質(zhì)，可以有效抑制活性物質(zhì)在電解質(zhì)中的溶解，提高材料的電化學(xué)性能。

Lu等[7]通過(guò)先在 [Ni0.8Co0.1Mn0.1](OH)2表面上沉淀一層[Ni1/3Co1/3Mn1/3O2](OH)2，經(jīng)熱處理后，獲得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2包覆LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復(fù)合正極材料。在0.1C、2.8～4.3 V下初始放電比容量為185 mAh/g，2C循環(huán)100次后容量保持率為90%。Hou等[8]用共沉淀法合成出具有多孔結(jié)構(gòu)雙殼模型的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復(fù)合正極材料(Li[(Ni0.8Co0.1Mn0.1)2/7]核[(Ni1/3-Co1/3Mn1/3)3/14]內(nèi)殼[(Ni0.4Co0.2Mn0.4)1/2]外殼O2)，該材料在150 mA/g、3.0～4.3 V下循環(huán)150次后容量保持率為87.35%，具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Hua等[9]用改進(jìn)的共沉淀法合成出中心為高濃度的鎳，邊緣為L(zhǎng)i(Ni0.56Co0.21Mn0.23)O2的球型Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料，Ni的濃度由中心沿半徑減小，Co、Mn的濃度由內(nèi)向外逐漸升高，這種濃度梯度材料無(wú)明顯核殼結(jié)構(gòu)，保持了高度的層狀結(jié)構(gòu)，解決了結(jié)構(gòu)不相容問(wèn)題，具有較高的Li離子遷移速率和低的陽(yáng)離子無(wú)序度。0.1C、2.8～4.3 V下初始放電比容量為199.7 mAh/g，100次循環(huán)后容量保存率為 93.2%，在高溫下(55℃)，1.0C的初始放電比容量為202.8 mAh/g，100次循環(huán)后比容量保持為177.3 mAh/g。

Xiong等[10]將C10H14O5V溶于乙醇中，再向其中加入Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2進(jìn)行攪拌，90℃干燥后，400℃退火3 h，獲得V2O5包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2復(fù)合正極材料。研究發(fā)現(xiàn)，在退火過(guò)程中V2O5會(huì)消耗正極材料表面殘余的鋰元素雜質(zhì)(Li2CO3/LiOH)，形成一層LiV3O8/V2O5包覆層，該包覆層能夠抑制界面反應(yīng)、穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，性能優(yōu)于不與Li2CO3/LiOH反應(yīng)的其它金屬氧化物包覆層。另外V2O5是一種快Li+導(dǎo)體，同時(shí)也具有一定的導(dǎo)電性，在三元材料表面包覆該氧化物能有效抵抗HF的腐蝕，減少高電位下活性物質(zhì)的溶解。

上述研究表明，在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面進(jìn)行包覆改性，可以顯著改善其電化學(xué)性能。此外，TiO2[11]、Y2O3[12]被普遍采用包覆其它比例的三元正極材料，如LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，LiNi0.5-Co0.2Mn0.3O2等，并在改善材料電化學(xué)性能方面取得了較顯著的效果，因此，綜上所述也許可用上述化合物來(lái)改善LiNi0.8-Co0.1Mn0.1O2的電化學(xué)性能。

3.2 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的摻雜改性

離子摻雜是一種改善LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2電化學(xué)性能的重要手段。陽(yáng)離子摻雜能有效地降低Ni2+在Li+位的混排，可穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)，此外，也可以利用離子半徑的差別來(lái)改變LiNi0.8-Co0.1Mn0.1O2的層間距，為L(zhǎng)i+提供更加便利的擴(kuò)散通道。陰離子摻雜能夠增強(qiáng)氧與其它元素的結(jié)合鍵能，降低析氧量，提高安全性能。

Konishi等[13]采用固相法獲得Mo摻雜的正極材料，Mo以+6氧化價(jià)態(tài)存在于晶格結(jié)構(gòu)中。但是，隨著Mo6+摻雜量增大，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的晶格常數(shù)a增大，Ni2+比例升高，Ni3+降低，陽(yáng)離子無(wú)序度增加。在x=0.04時(shí)，獲得的Li1.10Ni0.8Mn0.1－Co0.1MoO2正極材料電化學(xué)性能最佳，C/20、3.0～4.3 V下的初始放電比容量達(dá)197 mAh/g。Woo等研究了Al和Mg摻雜對(duì)LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料的影響，研究表明Al3+取代Mn位、而Mg2+處于Li+位，由于Mg的摻雜使得Ni2+在Li+層的含量大幅降低，降低陽(yáng)離子混排。在0.2C、3.0～4.3 V下放電比容量為191 mAh/g，70次循環(huán)后只有7.5%的容量損失。Li等[14－15]考察了Cr摻雜對(duì)LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2正極材料的影響，Cr3+(0.062 nm)半徑近似于 Ni2+(0.069 nm)，摻雜的Cr+3全部取代Ni位。Cr摻雜后降低陽(yáng)離子無(wú)序度且能抑制Jahn-Teller效應(yīng)，提高了脫鋰后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和Li+的遷移速率，但是當(dāng)Cr摻雜量提高時(shí)，Cr6+的比例會(huì)增加，Cr6+會(huì)進(jìn)入Li+位，破壞LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2結(jié)構(gòu)有序性，增大陽(yáng)離子無(wú)序度。在Cr的摻雜量為0.01時(shí)，LiNi0.79Co0.1-Mn0.1Cr0.01O2在0.1C、2.7～4.3 V的條件下初始放電比容量為209.92 mAh/g。Zhang等[16]研究了Cr、Mg共摻雜對(duì)LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2正極材料的影響，在中，當(dāng)Cr和Mg的摻雜量分別為0.01時(shí)，在0.1、2.7～4.3 V下首次放電比容量和充放電效率分別高達(dá)202.5 mAh/g和87.7%。Du等[17]研究表明，Ti摻雜后明顯抑制了正極材料粒子的團(tuán)聚，同時(shí)提升了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在2.8～4.5 V電壓區(qū)間下的循環(huán)性能。2%的Ti摻雜量具有最佳的電化學(xué)性能。

Yue等[18]用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和一定量的NH4F在450℃空氣中熱處理5 h獲得F摻雜的0.06)正極材料。F很好地溶入晶格中，且隨F的增加陽(yáng)離子無(wú)序度降低。F摻雜后能有效抵抗HF腐蝕，同時(shí)提升了材料晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和循環(huán)性能，20 mA/g、2.8～4.3 V條件下，Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O1.98F0.02的初始放電比容量高達(dá)201.6 mAh/g。

3.3 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2與導(dǎo)電二次相復(fù)合改性

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2本身電子導(dǎo)電能力差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電子的快速傳導(dǎo)，這在很大程度上限制了材料在高倍率下的電化學(xué)性能。然而通過(guò)與導(dǎo)電物質(zhì)的復(fù)合，使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2均勻分散于導(dǎo)電物質(zhì)之間，可提高其電導(dǎo)率。Jan等[19]將LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2與石墨烯復(fù)合，使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2均勻分散到石墨烯層間讓石墨烯起到導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的作用。與石墨烯的復(fù)合后降低了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的極化，提升了其容量和循環(huán)性能，0.1C、2.7～4.3 V下的初始放電比容量為212.9 mAh/g，在5C的高倍率下，放電比容量仍高達(dá)163.8 mAh/g。上述研究啟發(fā)我們，除石墨烯外，利用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2與其它導(dǎo)電性能好的物質(zhì)復(fù)合，也可能獲得倍率性能的提升。

3.4 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面水洗改性

合成LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2時(shí)，通常加入過(guò)量的Li源來(lái)抑制陽(yáng)離子混排，而剩余的Li容易在正極表面形成LiOH/Li2CO3層，其與電解液中的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成HF，HF腐蝕性強(qiáng)，易導(dǎo)致活性物質(zhì)流失，使材料的循環(huán)性能變差。Xiong等[20]篩選7 μm左右的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2顆粒，在蒸餾水中洗滌后熱處理，獲得改性的正極材料。研究表明，水洗過(guò)后的正極材料顆粒邊緣有較好的結(jié)晶度，而未水洗的材料表面為絨狀，其為過(guò)量的Li在表面形成的LiOH/Li2CO3化合物，此類(lèi)化合物對(duì)LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的電化學(xué)性質(zhì)不利。此外，Xiong等[21]還采用NH4F來(lái)消除LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面殘留的LiOH/Li2CO3，使其在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面形成LiF包覆層。LiF層能有效抵抗溶液中HF腐蝕，減少活性物質(zhì)溶解，改性后的LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2在2.0C、2.8～4.3 V下循環(huán)200次后容量損失僅為17.8%，而未改性的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2損失達(dá)28.2%。

4 結(jié)果與展望

層狀結(jié)構(gòu)的三元LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正極材料具有可逆比容量高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，商業(yè)化前景廣闊。但是，其仍然存在首次充放電效率低、循環(huán)過(guò)程中容量衰減快、倍率性能差等問(wèn)題，嚴(yán)重限制了該材料在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。在LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2正極材料表面包覆改性過(guò)程中，選擇更合適的表面包覆層，使之兼具快鋰離子傳導(dǎo)和電子導(dǎo)電性，同時(shí)選擇更合適的包覆路徑，實(shí)現(xiàn)均勻包覆，應(yīng)該是研究人員今后努力的方向。針對(duì)離子摻雜，作者認(rèn)為還需要更深入的理論分析，證明摻雜離子對(duì)LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響及提升電化學(xué)性能的機(jī)理。由于LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2本身電子導(dǎo)電能力差，因此，與導(dǎo)電二次相復(fù)合，提高LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的電子導(dǎo)電性，改善其倍率性能，不失為較好的選擇，但是，如何選擇合適的導(dǎo)電二次相及如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電二次相與LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的較好復(fù)合仍有待深入研究。最后，探索新的促進(jìn)LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2電化學(xué)性能的方法與途徑仍值得期待。

[1]SHIM J H，KIM C Y，CHO S W，et al.Effects of heat-treatment atmosphere on electrochemical performances of Ni-rich mixed-metal oxide(LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2)as a cathode material for lithium ion battery[J].Electrochim Acta，2014，138：15-21.

[2]LI L J，LI X H，WAN Z X，et al.Synthesis of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode material by chloride co-precipitation method[J].Trans Nonferrous Met Soc China，2010，20：s279-s282.

[3]HUANG Y，WANG Z X，LI X H，et al.Synthesis of Ni0.8Co0.1Mn0.1-(OH)2precursor and electrochemical performance of LiNi0.8Co0.1-Mn0.1O2cathode material for lithium batteries[J].Trans Nonferrous Met Soc China，2015，25：2253-2259.

[4]LIANG L W，DU K，PENG Z D，et al.Co-precipitation synthesis of Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2precursor and characterization of LiNi0.6Co0.2-Mn0.2O2cathode material for secondary lithium batteries[J].Electrochim Acta，2014，130：82-89.

[5]LU H Q，ZHOU H T，SVENSSON A M，et al.High capacity Li-[Ni0.8Co0.1Mn0.1]O2synthesized by sol-gel and co-precipitation methods as cathode materials for lithium-ion batteries[J].Solid State Ionics，2013，249(1)：105-111.

[6]XIAO Z W，ZHANG Y J，WANG Y F.Synthesis of high-capacity LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode by transition metal acetates[J].Trans Nonferrous Met Soc China，2015，25：1568-1574.

[7]LU X B，LI X H，WANG Z X，et al.A modified co-precipitation process to coat LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2on to LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2for improving the electrochemical performance[J].Appl Surf Sci，2014，279：182-187.

[8]HOU P Y，WANG X Q，SONG D W，et al.Design，synthesis,and performances of double-shelled LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2as cathode for long-life and safe Li-ion battery[J].J Power Sources，2014，256：174-181.

[9]HUA C S，DU K，TAN C P，et al.Study of full concentration-gradient Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2cathode material for lithium ion batteries[J].J Alloys Compd，2014，614：264-270.

[10]XIONG X H，WANG Z X，YAN G C，et al.Role of V2O5coating on LiNiO2-based materials for lithium ion battery[J].J Power Sources，2014，245：183-193.

[11]CHEN Y P，ZHANG Y，CHEN B J，et al.An approach to application for LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2cathode material at high cutoff voltage by TiO2coating[J].J Power Sources，2014，256：20-27.

[12]LIU X H，KOU L Q，SHI T，et al.Excellent high rate capability and high voltage cycling stability of Y2O3-coated LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2[J].J Power Sources，2014，267：874-880.

[13]KONISHI H，YOSHIKAWA M，HIRANO T.The effect of thermal stability for high-Ni-content layer-structured cathode materials，[J].J Power Sources，2013，244：23-28.

[14]LI L J，LI X H，WANG Z X，et al.Synthesis,structural and electrochemical properties of LiNi0.79Co0.1Mn0.1Cr0.01O2via fast co-precipitation[J].J Alloys Compd，2010，507：172-177.

[15]LI L J，WANG Z X，LIU Q C，et al.Effects of chromium on the structural,surface chemistry and electrochemical of layered[J].Electrochim Acta，2012，77：89-96.

[16]ZHANG B，LI L J，ZHENG J C.Characterization of multiple metals (Cr,Mg)substituted LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode materials for lithium ion battery[J].J Alloys Compd，2012，520：190-194.

[17]DU R，BI Y J，YANG W C，et al.Improved cyclic stability of Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2via Ti substitution with a cut-off potential of 4.5 V [J].Ceram Int，2015，41：7133-7139.

[18]YUE P，WANG Z X，GUO H J，et al.A low temperature fluorine substitution on the electrochemical performance of layered Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2－zFzcathode materials[J].Elec-trochim Acta，2013，92：1-8.

[19]JAN S S，NURGUL S，SHI X Q，et al.Improvement of electrochemical performance of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode material by graphene nanosheets modification[J].Electrochim Acta，2014，149：86-93.

[20]XIONG X H，WANG Z X，YUE P，et al.Washing effects on electrochemical performance and storage characteristics of LiNi0.8-Co0.1Mn0.1O2as cathode material for lithium-ion batteries[J].J Power Sources，2013，222：318-325.

[21]XIONG X，WANG Z X，YIN X，et al.A modified LiF coating process to enhance the electrochemical performance characteristics of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode materials[J].Mater Lett，2013，110：4-9.

Research process of cathode material of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2for lithium ion batteries

The LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2had the advantages of high reversible capacity and low production cost,which was regarded as a promising cathode for lithium-ion batteries.Firstly,the crystal characterization of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2was stated,and its advantages and disadvantages,when used as cathode for lithium-ion batteries,were introduced.Secondly, the present synthetic methods of the LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, and the influence of ion-doping and surface coating on the electrochemical properties of the LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2were reviewed.Finally,the existing main problems of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2and its solution approaches were commented.

LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2;cathode material;synthetic method;modification;review

TM912.9

A

1002-087X(2016)12-2469-03

2016-05-06

國(guó)家自然科學(xué)資助項(xiàng)目（51474196）；四川省科技廳項(xiàng)目(2015JY0089)

趙星(1991—)，男，四川省人，碩士生，主要研究方向?yàn)殇囯x子電池正極材料。