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鎳鈷二元材料具有電壓高、能量密度高、成本相對低廉等眾多優(yōu)點，但是其耐過充能力差、熱穩(wěn)定性差、放電不可逆、容量高等缺陷大大限制了鎳鈷二元材料在動力電池領(lǐng)域中的使用。在鎳鈷二元材料中摻雜少量的鋁之后得到的三元鎳鈷鋁（NCA）材料能顯著改善鎳鈷二元材料的穩(wěn)定性和安全性，降低鎳錳二元材料的成本，而且三元NCA材料同時具有高克容量和高能量密度使其成為動力電池領(lǐng)域的新貴。雖然NCA的比容量高，但是和石墨負極組裝成電池后，其能量密度還是很難大幅度提高，找到一種高電池容量的負極材料和NCA三元正極匹配才能有效地將電池的單體能量密度提高到300Wh/kg以上。
在石墨負極摻雜其他元素或者化合物能顯著提高石墨負極的容量和電化學(xué)性能，其中硅的儲鋰理論容量是石墨容量的10倍以上，可以達到4200mAh/g，是所有可以提高石墨負極的摻雜元素中理論容量高的。另外硅的安全性能優(yōu)于石墨負極材料，這是因為硅的電壓平臺高于石墨，所以在充放電過程中硅表面不容易析鋰，從而提高電池的安全性。同時作為自然界豐富的元素之一，硅的來源廣，制作成本低。三元NCA硅碳材料體系由于其在能量密度上的*優(yōu)勢受到越來越多電池制造廠家和材料研究者的重點關(guān)注。
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