锂离子电池是破解当前世界资源、环境困境的关键产品之一，其主要组成部分为正负极活物质、导电剂等辅料、隔膜、电解液等。其中，正负极材料是决定电芯容量高低的关键。目前研究和使用最多的锂离子电池材料主要是锂过渡金属氧化物，包括以下三种类型：
1.六方层状结构材料
例如：LiNi0.5Mn0.5O2、 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiCoO2
2.尖晶石结构材料
例如：LiMn2O4、富锂材料Li1+xMxM′1-x O2+x
3.聚阴离子类正极材料
例如：磷酸盐LiFePO4、硅酸盐Li2FeSiO4和钒酸盐LiNiVO4
根据目前锂电池发展情况来看，商业化程度较高的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、NCM三元材料、NCA三元材料等等。
随着对正极材料性能要求的提高，一元的钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂由于有其各自的弱点被逐渐淘汰，将三者的优势结合起来后就形成了现在常用的NCM三元材料。NCM最初的产品是NCM111，之后出现NCM523、NCM622，直到现在的NCM811，三元材料中随着镍含量逐渐升高，活物质的最大克容量就提高了。
镍、钴、锰三元素对正极材料的性能贡献可以用下图来说明：
由上图可以看出，Co含量升高电芯的稳定性上升但是成本也上升，Mn含量的提高能够降低造价并提高安全性，Ni含量上升提高电芯的容量，但是安全性降低了。NCM三元材料是电芯容量、稳定性、安全性之间的博弈，选择什么样的原材料需要看需要什么样的性能。目前国内很多电动车厂商采用的都是NCM三元正极材料，如吉利帝豪、北汽、江淮汽车、比亚迪、长安、众泰等等。
为了解决高容量电芯的安全性问题，也有采用在LiNixCoyO2的基础上再掺杂Al，即所称的NCA三元材料。由于A1-O键更强于Co-O键和Ni-O键，同时Al2O3相对于Ni、Co的氧化物而言是一种更优异的热导体，故Al的掺杂不仅弱化了材料对电解液的氧化能力，而且有利于传导氧化电解液所产生的热量，电化学惰性的A13+在进一步提高了材料结构稳定性的基础上，大大提高了材料的热稳定性。特斯拉汽车采用的是18650型的NCA三元正极材料，电动车续航里程可达约600公里。
磷酸铁锂（LiFePO4）是目前研究较多的铁系正极材料，自从于1997年被A.K.Padhi首次报道之后就被广泛研究和应用于电化学领域。LiFePO4具有橄榄石结构，其理论容量为170mAh/g，由于其原料来源丰富、制备成本低廉、循环性能好和安全性能优异等特点，被广泛应用于电动汽车，比亚迪部分汽车采用的是LiFePO4正极材料，但是其比容量低一直是限制其发展的壁垒。
新能源产业加速发展，正极材料百花齐放，各争长短，没有最完美的原材料，只有选择合适的材料、完善的工艺、合适的零配件才能做出优异的电芯。相信科技的进步会带来更加好的原材料，助力新能源行业的发展。
