钴锰酸锂（LiNixCoyMn1−x−yO2，NCM）是一种具有高使用容量的三元正极材料，为关键的锂离子电池正极材料，属于常见的镍钴多元氧化物之一，分为镍钴锰酸锂111、镍钴锰酸锂523、镍钴锰酸锂622及镍钴锰酸锂811。
因综合了镍酸锂（LiNiO2）高容量、钴酸锂（LiCoO2）优异的倍率性能和循环性能、锰酸锂（LiMnO2）的低成本和高安全性，镍钴锰酸锂被认定为最具有应用前景的正极材料之一。但镍钴锰酸锂也存在元素混排、相变、热稳定性差、微裂纹等缺陷，导致电池出现容量衰减和安全问题，影响其广泛应用。
负热膨胀材料能有效调控镍钴锰酸锂的结构、热、形变和界面行为等，在大电流、高温及长热力学循环等放热较多的条件下优势更加明显。利用负热膨胀、相变、热缩等材料，调控结构、热、形变和界面行为，降低热危害和内应力，将会是镍钴锰酸锂的一个重要改性方向。
概述
镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴，成本方面优势非常明显，和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比，镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近，使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂，成为新一代锂离子电池材料的宠儿。
参数性能
以下数据来自国内以废旧电池为原料定向循环制备镍钴锰酸锂的佛山市邦普循环科技有限公司
（1）振实密度（g/cm3）2.0-2.4
（3）粒径大小D50（um）9-12
（4）首次放电容量（0.2C）﹥148
（5）Ni（%）19.5-21.5
（6）Co（%）19.5-21.5
（7）Mn（%）18.0-20.0
（8）Ni+Co+Mn（%）58.0-62.0
（9）首次可逆效率（%）﹥88
性能
（1）高能量密度，理论容量达到280mAh/g，产品实际容量超过150mAh/g；
（2）循环性能好，在常温和高温下，均具有优异的循环稳定性；
（3）电压平台高，在2.5-4.3/4.4V电压范围内循环稳定可靠；
（4）热稳定性好，在4.4V充电状态下的材料热分解稳定；
（5）循环寿命长，1C循环寿命500次容量保持80%以上；
制备
镍钴锰酸锂的制备方法主要采用高温固相合成法，共沉淀法。目前主要采用锰化合物、镍化合物及钴酸锂和氢氧化锂作为原料，通过水热反应，得到锂、锰、钴、镍结合良好的前体，再对前体补充配入锂源并研磨得到前躯体，经过煅烧制备得到镍钴锰酸锂。随着全球资源的日益紧张及环境的压力，电池材料必须走定线循环之路。邦普集团循环科技有限公司成功发明了一种以废旧锂离子电池定向循环镍钴锰酸锂的方法。其主要特点是：将废旧锂离子电池经过拆解、分选、粉碎、筛分等预处理后，再采用高温除粘结剂、氢氧化钠除铝等工艺，采用硫酸和过氧化氢体系浸出、p204萃取除杂，得纯净的镍、钴、锰溶液，配入适当的硫酸锰、硫酸镍或硫酸钴，调节镍、钴、锰元素的摩尔比；随后采用碳酸调节PH值，形成镍钴锰碳酸根前躯体，接着配入适当碳酸锂，高温烧结合成镍钴锰酸锂。该方法工艺流程简单，原料价格低，产品附加值高。为废旧电池资源化利用产业及镍钴锰酸锂的生产提供了一条全新的途径。
应用领域
主要用途
锂离子电池正极材料。如动力电池、工具电池、聚合物电池、圆柱电池、铝壳电池等。
应用前景
由于镍钴锰酸锂是在钴酸锂基础上经过改进而成具有较高安全性的正极材料，自提出以来，其凭借容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能而受到广泛关注，被视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选。镍钴锰酸锂在层状结构中以Ni和Mn取代部分Co，减少了钴的用量，降低了成本，而且提高了能量密度，目前已在动力型圆柱锂离子电池中得到广泛应用。
参考资料
锂离子电池正极材料有哪些类别?.中国科学院微电子研究所.2024-02-18