随着新能源汽车的快速发展，愈来愈多的电动汽车开始进入到普通消费者的生活当中，对电动汽车人们担心的主要有两点：1）续航里程，这主要与锂离子电池的能量密度有关；2）使用寿命，这主要与锂离子电池的循环寿命有关。最近几年来随着电动汽车的续航里程的不断提升，动力电池的能量密度也在延续升高，但是高能量密度带来的1个负面影响就是循环寿命的降落，这仿佛是动力电池没法逃脱的1个宿命，但是最近几年来开始出现的单晶材料仿佛为高能量密度锂离子电池的长寿命之路点亮了1盏指路明灯。

2017年加拿大达尔豪斯大学的Jing Li（第1作者）和J. R. Dahn（通讯作者）对单晶NCM523和多晶NCM523材料在软包电池中性能表现进行了深入的研究和分析，研究表明单晶NCM523材料更合适利用利用在对循环寿命要求比较高的领域。
多晶NCM523材料虽然2次颗粒的直径可达10um以上，但是实际上其1次颗粒的尺寸仅为200⑷00nm，而单晶NCM523材料的单个颗粒直径为2⑶um左右（如上图所示），要远大于多晶NCM5231次晶体颗粒的尺寸。
下图为单晶NCM523材料颗粒的扫描电镜图片，从图中能够看到单晶NCM523材料中少数的较大颗粒是由多个晶体颗粒组成，大部份的颗粒还是由单1晶体构成。

下图展现单晶NCM523（SC⑸23）和多晶NCM523（UC⑸23），和Al2O3包覆NCM523（AC⑸23）3种材料在扣式半电池中在3⑷.5V、3⑷.4V和3⑷.3V电压范围内的充放电曲线，电流密度为10mA/g（C/20），测试温度为30℃。下表为3种材料在4.3V、4.4V和4.5V截止电压下的比容量数据，从下图中可以看到AC⑸23材料的可逆容量在各个电压下都是最高的，分别可以到达174.6mAh/g、188.1mAh/g和199.2mAh/g，而单晶NCM523材料的比容量分别为165.6、179.2和189.9mAh/g，是3种材料中最低的。

下图为3种材料与石墨负极制作的软包电池的库伦效力随循环次数的变化趋势，测试条件为3⑷.4V，温度为40℃，分别采取了不同的电解液添加剂，从下图中能够看到不管是在哪一种电解液中采取单晶NCM523的电池的库伦效力都要明显好过多晶NCM523材料，这也表明单晶材料的界面稳定性更好，能够减少副反应的产生。

为了进1步验证单晶NCM523和Al2O3表面包覆NCM523材料的界面稳定性，作者采取PES211电解液，石墨负极制作软包电池，分别在4.4V、4.5V和4.6V和40℃下分别浮充100h，从下图能够看到单晶NCM523材料在全部浮充进程中产气体积非常少，分别为0.01、0.01和0.04mL，而多晶NCM523材料虽然表面包覆了Al2O3，但是其产气的体积依然高达0.07、0.27和0.62ml，该实验表明单晶NCM523材料能够很好的抑制副反应的产生，从而减少高电压下的产气。
下图为3种材料在不同SoC状态下进行加热时释放O2量的测试结果，从下图d-f能够看到多晶NCM523材料在80℃附近还有1个小的释放O2的峰，特别是在高SoC状态下这1峰变的更加明显，而单晶NCM523材料在这1温度下并没有出现释放O2的峰。从下图a-c能够看到3种材料在200⑶50℃的范围内也有1个释放O2的峰，随着SoC的提高，该峰的强度也出现了明显的升高，虽然3种材料在这1范围内都出现了O2释放峰，但是单晶材料峰值温度是最高的，这也再1次表明单晶NCM523材料在热稳定性上要比常规的多晶NCM523更加优良。

下图为单晶NCM523和多晶NCM523与石墨制备的软包电池采取不同电解液在40和55℃下的循环性能（C/2，3⑷.4V）对照，从下图能够看到不管是在40℃，还是在55℃下，单晶NCM523材料的循环性能都要明显优于Al2O3包覆的NCM523材料，例如在40℃下采取Q2FEC和PES211电解液的单晶NCM523电池在经过300次循环后，容量保持率依然可达98%，而Al2O3包覆的NCM523材料的电池在采取一样电解液的情况下，循环300次后容量保持率仅为92%，在55℃下这1差距更加明显，采取PES211、Q5FEC和1BFC电解液的单晶NCM523材料电池循环300次后容量保持率可达94%以上，而Al2O3包覆的NCM523材料电池的容量保持率还不到85%。

总的来看，单晶NCM523材料在比容量上要低于多晶NCM523材料，但是在产气、热稳定性，特别是在循环性能上单晶NCM523材料都要明显的优于多晶NCM523材料，因此单晶NCM523材料更合适利用在1些对倍任性能要求不高，但是对循环性能有较高要求的领域。

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