三元材料電芯相對與LFP和LMO電芯而言安全性問題比較突出，主要表現(xiàn)在過充和針刺條件下不容易過關(guān)，電芯脹氣比較嚴(yán)重，高溫循環(huán)性不理想等方面。筆者個人認(rèn)為，三元電芯的安全性需要同時在材料本身和電解液兩方面著手，才能收到比較理想的效果。

從NMC材料自身而言，首先要嚴(yán)格控制三元材料的表面殘堿含量。除了筆者上面討論到的措施，表面包覆也是非常有效的。一般而言，氧化鋁包覆是最常見的，效果也很明顯。氧化鋁即可以在前驅(qū)體階段液相包覆，也可以在燒結(jié)階段固相包覆，只要方法得當(dāng)都可以起到不錯的效果。最近幾年發(fā)展起來的ALD技術(shù)可以實現(xiàn)NMC表面非常均勻地包覆數(shù)層Al2O3，實測的電化學(xué)性能改善也比較明顯。但是ALD包覆會造成每噸5千到1萬元的成本增加，因此如何降低成本仍然是ALD技術(shù)實用化的前提條件。

其次，就是要提高NMC結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，主要是采用雜原子摻雜。目前使用較多的是陰離子和陽離子復(fù)合摻雜，對提高材料的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性都是有益的。另外，Ni含量是必須考慮的因素。對于NMC而言，其比容量隨著Ni含量的升高而增加，但是我們也要認(rèn)識到，提高鎳含量引起的負(fù)面作用也同樣非常明顯。隨著鎳含量的升高，Ni在Li層的混排效應(yīng)也更加明顯，將直接惡化其循環(huán)性和倍率性能。而且提高鎳含量使得晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差，表面殘堿含量也隨之升高，這些因素都會導(dǎo)致安全性問題比較突出，尤其是在高溫測試條件下電芯產(chǎn)氣非常嚴(yán)重。因此，三元材料并不是鎳含量越高越好，而是必須綜合權(quán)衡各方面的指標(biāo)要求。

筆者認(rèn)為，高鎳三元材料的單獨使用上限可能是70%，鎳含量再高的話，高鎳帶來的各種負(fù)面影響將足以抵消容量提升的優(yōu)勢而得不償失。另外，筆者這里還要指出的是需要嚴(yán)格控制成品中的細(xì)粉含量，細(xì)粉和小顆粒是兩個不同的概念，細(xì)粉是形貌不規(guī)則的且粒徑小于0.5微米的顆粒，這種顆粒不僅小且不規(guī)則，在實際生產(chǎn)中很難去除而給正極材料的使用留下了很大的安全隱患。因此，如何控制并去除材料中的細(xì)粉是生產(chǎn)中一個重要問題。

三元電芯的安全性，還需要結(jié)合電解液的改進(jìn)，才能得到比較好的解決。關(guān)于電解液這塊，涉及的技術(shù)機(jī)密較多，公開報道的資料很少。一般來說，三元材料在DMC體系中的電化學(xué)性能要好于DEC，添加PC也可以減少高電壓下的副反應(yīng)。混合LiBOB和LiPF6用于電解質(zhì)鹽，可以提高三元材料的高溫循環(huán)性能。電解液的改性，目前主要是從特種功能添加劑上面下功夫，目前已知的添加劑包括VEC、DTA、LiDFOB、PS等等，都可以改善三元電芯的電化學(xué)性能。這就需要電芯廠家和電解液生產(chǎn)商聯(lián)合攻關(guān)，研究適合于三元材料的電解液配方。