一般的三元材料都是由許多一次晶粒組成的團(tuán)聚顆粒體，這種材料在制作電池極片時如果壓力過大會導(dǎo)致二次顆粒破裂，團(tuán)聚體內(nèi)部的一次顆粒與電解液接觸增加，會加速其容量的衰減。同時團(tuán)聚體高鎳三元材料比表面積大，也會增加與電解液接觸，導(dǎo)致產(chǎn)氣產(chǎn)生。
為避免這種情況發(fā)生，研究人員提出了單晶化的思路，制備出了單晶型的三元材料。這種材料壓實(shí)高，循環(huán)好，安全性也較高，在高電壓下使用更穩(wěn)定，兼具高壓實(shí)和高電壓的優(yōu)點(diǎn)，因此引起人們越來越多的注意。
目前商品化的單晶產(chǎn)品是NCM523，Li等認(rèn)為較高的Li/M和燒結(jié)溫度更有利于單晶化，與多晶的材料相比，他們制備的NCM523單晶雖然在相同電壓下容量低。但在高溫和較高電壓下其循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)良。與相同電解液配對測試時，原位氣體測量表明在40℃時電壓分別在4.4V、4.5V、4.6V下保持300h單晶材料制作的電池產(chǎn)氣量較小。測試也發(fā)現(xiàn)單晶型材料穩(wěn)定性更好。
