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鎳鈷二元材料具有電壓高、能量密度高、成本相對(duì)低廉等眾多優(yōu)點(diǎn)，但是其耐過(guò)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(dòng)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(shí)具有高克容量和高能量密度使其成為動(dòng)力電池領(lǐng)域的新貴。雖然NCA的比容量高，但是和石墨負(fù)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(fù)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(fù)極摻雜其他元素或者化合物能顯著提高石墨負(fù)極的容量和電化學(xué)性能，其中硅的儲(chǔ)鋰?yán)碚撊萘渴鞘萘康?/span>10倍以上，可以達(dá)到4200mAh/g，是所有可以提高石墨負(fù)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(fù)極材料，這是因?yàn)楣璧碾妷浩脚_(tái)高于石墨，所以在充放電過(guò)程中硅表面不容易析鋰，從而提高電池的安全性。同時(shí)作為自然界豐富的元素之一，硅的來(lái)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(shì)受到越來(lái)越多電池制造廠家和材料研究者的重點(diǎn)關(guān)注。
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