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keaven29

木虫 (著名写手)

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专业: 无机材料化学

[交流] 辩：三元材料增加三价镍含量到底好不好？已有15人参与

早期研究主流认为应该降低二价镍的含量。但随着研究的继续，尤其是高镍系三元材料的广泛研究，越来越多文献报到出提升2价镍的含量。问题来了，你认为三元材料需要降低2价镍含量还是提升2价镍含量呢。以下是我看到过的观点，作为抛砖引玉，欢迎大家讨论拍砖！

观点一：应当降低2价镍含量：
   此观点认为：锰元素才是稳定三元材料结构的关键，镍元素只起到发挥容量的作用。2价镍的增多会占据锂位，造成镍锂混排，这一现象在材料的表面表现得更为明显。镍锂混排严重会影响层状材料的有序性，造成材料表面各项应力的不同。这不仅会降低材料的容量，还会造成材料的破坏，加剧容量的衰减。

观点二：认为增加2价镍含量：
   在高镍系三元材料中，镍锂混排是不可避免的。三价镍与氧的结合力最弱，很容易造成材料结构不稳定。而二价镍部分占据锂位可以在脱锂状态下起到平衡价态，支撑锂层和稳定材料的作用，因此应该适当增加二价镍含量。而且部分文献还认为镍的提前占据还可以抑制镍锂混排。

观点三：觉得增加和降低都好：
   该观点认为，可以根据不同的需求，选择性地增加和降低2价镍含量，反正表征出来的结果都变好了。

   咋一看，感觉以上三个观点都有道理。所以看现在报道的文献总会让人觉得多少有些糊涂。我目前更加倾向于观点一，因为观点二有一个明显的漏洞，就是增加2价镍含量到底增加多少合适，大部分都是和自己做的材料做对比进行定性的分析，几乎没有进行定量分析。（可能有这方面的文献，希望看过的同学分享一下）。  观点三就有些中庸了，影响电池性能的因素很多，表征结果的改善可能是受其它方面的影响。
最后，你更倾向于哪种观点，希望能进一步讨论，追求真理，共同进步。

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1楼2017-06-23 10:27:36

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bill90

金虫 (小有名气)

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专业: 电化学

★
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楼主眼光很明锐，这个问题我也发现了，尤其是对于高镍材料，有文献专门研究控制NI2+含量来提高材料的性能，比如AMI上的两篇关于811的文章，两篇都是通过过量锂源来改变材料Ni2+含量，一篇为在空气中烧，一篇为在氧气中烧，前者说过量锂性能好，后者说过量锂性能不好，但是他们殊途同归地得到了一个结论就是，当Ni2+含量高的时候性能都好，或者反过来说性能好的时候Ni2+含量都高。这是一个，另外一些人则专门提高材料Ni3+含量，性能也变好了，所以说这是否说明了Ni的价态变化并不一定是最根本的因素，其中还有一些其他的因素呢？因为很多文献也引入了其他的因素，如掺杂包覆等等。发言仅供参考，与楼主共勉，追求真理，共同进步！！加油，666.