隨著動力電池市場的迅速擴大，鋰電行業對三元材料的市場需求也在迅速增加，目前國內廠家應用比較成熟的為NMC111材料。但是對于NMC材料來說，其比容量與Ni含量有著密切的關系，NMC111材料于LiCoO2相比在容量上并沒有明顯的優勢，因此隨著鋰離子電池對能量密度要求的提升，傳統的NMC111材料已經無法滿足鋰離子電池的需求。

為了進一步的提高NMC材料的比容量，人們將Ni的含量提升，目前較為成熟的有NMC532和NMC622材料，但是隨著Ni含量的進一步提升又帶來了NMC不穩定、循環性能差和過渡金屬元素溶解等一系列的問題。

研究發現，充放電倍率對NMC材料的結構穩定性有著十分重要的影響，在大電流放電的時候，由于表面層的Li更加容易脫嵌，而位于顆粒的核心的Li由于需要從內部擴散到顆粒的表面，因此反應相對較慢，這就導致了顆粒的表面層的Li脫嵌程度更高，而內部的脫嵌程度較低。而較高的Li脫嵌程度導致了正極活性物質層間的過渡金屬元素發生相互作用，導致層間距擴大，從而在顆粒表面與核心之間產生應力，導致NMC顆粒破碎。

同時由于Li的缺失，還會導致NMC顆粒的表面結構由層狀結構向巖鹽結構和非有序尖晶石結構轉變，這些結構轉變會導致材料的晶格參數改變，最終導致在材料的表面形成裂紋。同時上述過程還加速了NMC顆粒表面的過渡金屬元素的溶解，造成NMC材料的結構穩定性下降。

同時大電流工作時，由于材料的存在著局部的不均衡現象，因此導致了顆粒局部發生過充現象，使得這部分顆粒的電勢過高，導致電解液在顆粒的表面發生氧化分解，在NMC顆粒的表面形成正極的固體電解質界面膜，這種正極界面膜的增長速度要遠快于負極的界面膜，因此正極界面膜也成了電池內阻增加的主要貢獻者。

從上述的研究可以看到NMC的循環性能和其顆粒表面有著十分密切的聯系。

德國明斯特大學的M.Borner利用18650電池對NMC532材料在循環過程中，材料顆粒的表面形貌的變化進行了研究。

研究發現：1、材料顆粒的破碎是伴隨著相變和過渡金屬元素溶解同時發生的。2、大電流密度會導致電極表面的活性物質顆粒發生嚴重的破碎。3、高的截至電壓雖然能夠提高材料的容量，但也加速了材料的衰降速度。4、大電流密度會導致NMC532材料的熱穩定性降低。

研究發現，顆粒的表面破碎和正極電解質界面形成是造成NMC532材料衰降的主要機理。其中NMC顆粒表面的破碎主要是由于電極組成的不均勻，造成了電流密度和充電狀態SOC的不均勻，造成局部過充，導致局部的Li過度脫嵌，引起NMC532材料的層間距擴大和形成新的巖鹽、非有序尖晶石相，從而產生機械應力，導致顆粒的表面破碎，而這一現象隨著充放電的倍率增大而變的更加嚴重。

同時，在較大的充電倍率下，電池表面會產生大量的高度Li脫嵌的區域，從而導致材料的熱穩定降低。而在較高的截止電壓下，電解液的分解也變的更加嚴重，導致正極電解質界面膜增厚，引起電池阻抗增加。

這一研究，為NMC532材料的生產和使用都提供了有益的借鑒，材料的均勻性和表面結構的穩定性，對NMC532材料的循環性能有著至關重要的影響，因此表面包覆，梯度摻雜的材料可以有效的改善NMC532材料的循環性能和倍率性能。

對于使用來說，放電倍率對材料的壽命和熱穩定性都有十分重要的影響，因此為了改善NMC532材料的循環性能，需要盡可能的降低NMC532材料的電流密度，以減少其電極表面電流密度和SOC狀態的不均勻性。