正极材料和负极材料作为锂电池中发生电化学反应的活性材料，是电池能量密度的主要贡献者。目前负极材料的比容量显著高于正极材料；常用的石墨负极材料的高品质产品的比容量可达365Ah/kg，已经趋近理论极限372Ah/kg；正极材料普遍比容量较低，一般为130-170Ah/kg，而主流正极材料之一的三元材料的理论比容量达到280Ah/kg。同时，为了匹配正负极材料总容量，需要更多的正极材料，也增加了电池总重量，从而降低了电池的平均能量密度。故此提升正极材料的比容量是锂电池实现能量密度突破的关键。
常见的正极材料有四种：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。所谓三元材料是指三元素电极材料共融而成的复合电极材料，理论上兼具每种组分的性能优势；常见的三元材料包括镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn1-x-yO2，NCM）和镍钴铝酸锂（LiNixCoyAl1-x-yO2，NCA）。目前商用动力电池采用的主流正极材料为磷酸铁锂和三元材料，三元材料相对磷酸铁锂具有显著的比容量优势；在循环性、安全性和成本上磷酸铁锂比较占优，但三元材料的诸此性能正在不断改善。
参考观研天下发布《2018-2023年中国三元材料行业市场现状规模分析与投资前景规划预测报告》
NCM是国内较为主流的三元电池材料，实际上是综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的性能：
（1）Mn元素起到支撑结构的作用，不参与电化学反应，可以提高安全性和稳定性，同时降低材料成本；过高的Mn含量将会降低材料克容量，并且容易产生尖晶石相而破坏材料的层状结构。
（2）Co能有效稳定三元材料的层状结构并抑制阳离子混排，提高材料的电子导电性和改善循环性能；但是Co比例的增大导致晶胞参数改变，层间距过大，导致容量降低。
（3）Ni的存在使层间距减小，有助于提高比容量；而Ni含量过高将会与Li+产生混排效应而降低循环性能和倍率性能，此外会导致材料pH值过高影响实际使用。
一般而言，提高NCM中镍的比例的可以提高其比容量，如523型NCM的比容量在165Ah/kg左右，而811型NCM的比容量可达到200Ah/kg以上。但三元材料的发展方向并非一味追求高镍，而是要权衡各方面的性能指标，在维持一个适合的镍含量比例以保证高比容量的基础上，不断改善其振实密度、循环性能、倍率性能、安全性等多方面性能，方是更加可取的研发方向。
表：锂电池负极材料理论比容量
资料来源：观研天下整理
常见的正极材料有四种：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。所谓三元材料是指三元素电极材料共融而成的复合电极材料，理论上兼具每种组分的性能优势；常见的三元材料包括镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn1-x-yO2，NCM）和镍钴铝酸锂（LiNixCoyAl1-x-yO2，NCA）。目前商用动力电池采用的主流正极材料为磷酸铁锂和三元材料，三元材料相对磷酸铁锂具有显著的比容量优势；在循环性、安全性和成本上磷酸铁锂比较占优，但三元材料的诸此性能正在不断改善。
图：锂电池常用正极材料主要性能参数
资料来源：观研天下整理
参考观研天下发布《2018-2023年中国三元材料行业市场现状规模分析与投资前景规划预测报告》
NCM是国内较为主流的三元电池材料，实际上是综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的性能：
（1）Mn元素起到支撑结构的作用，不参与电化学反应，可以提高安全性和稳定性，同时降低材料成本；过高的Mn含量将会降低材料克容量，并且容易产生尖晶石相而破坏材料的层状结构。
（2）Co能有效稳定三元材料的层状结构并抑制阳离子混排，提高材料的电子导电性和改善循环性能；但是Co比例的增大导致晶胞参数改变，层间距过大，导致容量降低。
（3）Ni的存在使层间距减小，有助于提高比容量；而Ni含量过高将会与Li+产生混排效应而降低循环性能和倍率性能，此外会导致材料pH值过高影响实际使用。
一般而言，提高NCM中镍的比例的可以提高其比容量，如523型NCM的比容量在165Ah/kg左右，而811型NCM的比容量可达到200Ah/kg以上。但三元材料的发展方向并非一味追求高镍，而是要权衡各方面的性能指标，在维持一个适合的镍含量比例以保证高比容量的基础上，不断改善其振实密度、循环性能、倍率性能、安全性等多方面性能，方是更加可取的研发方向。
图：NCM三元正极材料的元素比例和性能
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