三元镍钴锰正极材料存在的问题与挑战
三元正极材料范文
三元正极材料范文三元正极材料是指由锂、镍、钴和锰等元素组成的复合材料，常见的包括锂镍钴锰氧化物（LiNiCoMnO2）和锂镍钴铝锰氧化物（LiNiCoAlMnO2）。
作为锂离子电池中的重要组成部分，三元正极材料具有高能量密度、长循环寿命、高安全性等优点，因此在电动汽车、手机、笔记本电脑等领域得到广泛应用。
三元正极材料的主要成分是锂镍钴锰氧化物，又称为NCM。
NCM材料具有优良的电化学性能，高比容量和较高的工作电压。
其中锂元素是锂离子电池的正极活性材料，而镍、钴、锰等金属元素提供了反应反应中所需的价电子。
NCM材料在Li+的插入和脱插过程中能够实现高效的反应，保持较高的容量，并具有较好的循环稳定性。
三元正极材料的优点之一是高比容量。
比容量是指单位质量或单位体积材料能够存储的锂离子数量，也是衡量电池性能的一个重要指标。
相比于其他正极材料，三元正极材料具有更高的比容量，能够存储更多的锂离子，从而提供更高的能量密度。
三元正极材料的另一个优点是长循环寿命。
循环寿命是指电池能够进行的充放电循环次数，也是衡量电池寿命的一个重要指标。
三元正极材料具有较好的结构稳定性和电化学稳定性，能够在多次充放电循环中保持较高的容量和稳定的性能。
这使得三元正极材料的电池能够在长期使用过程中保持较长的寿命。
三元正极材料还具有较高的安全性。
锂离子电池的安全性是一个重要的考量因素，因为电池在使用过程中可能会发生过热、短路、爆炸等危险情况。
三元正极材料的使用可以提高电池的安全性能，因为锰元素具有较高的热稳定性和热耐受性，能够有效防止因电池过热引发的火灾和爆炸。
尽管三元正极材料具有以上的优点，但也存在一些问题和挑战。
例如，三元正极材料中的钴元素是一种稀有金属，资源有限且成本较高。
因此，需要寻找替代材料来降低成本和减少对稀有金属的依赖。
此外，三元正极材料在高温环境下会有容量衰减的问题，需要通过改变材料结构和添加其他化合物来改善高温性能。
总之，三元正极材料是一种在锂离子电池中应用广泛的正极材料，具有高比容量、长循环寿命和高安全性等优点。
ncm三元材料衰减机制
ncm三元材料衰减机制引言：随着电动汽车的迅速发展，锂离子电池作为电动汽车的主要动力源开始受到广泛关注。
而作为锂离子电池的重要组成部分，正极材料的性能直接影响着电池的储能能力和循环寿命。
NCM（镍钴锰）三元材料作为锂离子电池正极材料的代表，具有高能量密度、较好的循环寿命和热稳定性等优势，因此备受关注。
然而，NCM三元材料也存在着一定的衰减机制，本文将就NCM三元材料的衰减机制进行详细探讨。
一、锂离子的迁移与容量衰减NCM三元材料中的镍、钴、锰与锂离子之间的相互作用是导致容量衰减的重要因素之一。
在充放电过程中，锂离子会从正极材料中插入或脱出。
然而，插入和脱出过程中锂离子与材料中的过渡金属离子发生竞争，导致锂离子的迁移受到阻碍。
同时，锂离子在充放电过程中与电解液中的溶剂和盐发生反应，形成固态电解质界面层（SEI），进一步降低了锂离子的迁移速率。
这些因素共同导致锂离子的迁移受限，从而引发容量衰减。
二、晶体结构破坏与结构稳定性下降NCM三元材料的晶体结构与容量衰减之间存在密切的关系。
在充放电循环过程中，NCM三元材料的晶体结构会发生变化，部分金属离子会从正极材料中溢出，导致晶体结构的破坏。
此外，在高温或过充电的情况下，NCM三元材料的晶体结构也容易发生相变，进一步降低了材料的结构稳定性。
晶体结构的破坏和结构稳定性的下降会导致电池的容量衰减和循环寿命的降低。
三、表面层失稳与电化学活性下降NCM三元材料的表面层也是导致容量衰减的重要因素之一。
在充放电过程中，正极材料表面会形成一层富锂的表面层。
然而，随着充放电循环的进行，表面层会发生失稳，导致富锂区域的溶解和重新沉积。
这种失稳现象会导致电池的电化学活性下降，并最终引发容量衰减。
四、氧气释放与热失控风险在过充电或高温条件下，NCM三元材料会发生氧气释放现象，产生氧气和有害气体。
这不仅会造成正极材料的损失，还会导致电池的热失控风险，甚至引发火灾或爆炸。
因此，控制氧气释放现象是保障锂离子电池安全性的重要措施之一。
ncm三元材料结构及衰减机制
ncm三元材料结构及衰减机制
NCM三元材料是一种由镍、钴、锰和锂组成的正极材料。
它具有
高比能量、高放电电压和优异的循环稳定性，因此在锂离子电池中得
到广泛应用。
NCM三元材料的结构由晶格构成，其中Ni、Co和Mn元素以一定
的比例结合在一起。
这种结构可以提供足够的锂离子嵌入和脱嵌空间，从而实现高能量储存和释放。
在充放电过程中，NCM三元材料会发生衰减。
衰减机制主要包括
三个方面：
第一，由于锂离子的嵌入和脱嵌过程，导致NCM三元材料的结构
发生变化。
这种结构变化可能使晶体中出现裂纹或产生应力，导致材
料失去稳定性。
第二，NCM三元材料在充放电过程中会发生锂离子和电解液的反应。
这些反应可能导致电解液中的溶液成分溶解或沉积在正极表面，
形成固体电解质界面层，从而降低了材料的电化学性能。
第三，NCM三元材料的循环过程中可能会发生氧化-还原反应。
这种反应会导致材料中的氧离子丢失或重新组合，从而影响其电化学性能。
综上所述，NCM三元材料的结构和衰减机制对于锂离子电池的性
能具有重要影响。
研究和优化这些方面对于提高锂离子电池的循环寿
命和充放电性能具有重要意义。
三元正极材料简介
车等领域，市场需求旺盛。
发展趋势
技术创新
随着电动汽车市场的快速发展， 三元正极材料技术不断创新，性 能不断提升，成本不断降低。
环保趋势
随着环保意识的提高，三元正极 材料生产过程中的环保要求越来 越高，企业需要加强环保投入。
产业链整合
三元正极材料产业链较长，涉及 矿产、化学品、电池等多个领域 ，企业需要加强产业链整合，提 高竞争力。
电压平台
三元正极材料具有较高的电压 平台，有助于提高电池的能量
密度。
物理性能
晶体结构
三元正极材料具有稳定的晶体结构，能够提 高材料的机械性能和热稳定性。
密度
高密度三元正极材料能够减小电池体积，提 高能量密度。
颗粒形貌
颗粒形状和大小可控，有助于提高电极的制 备工艺和电化学性能。
硬度
适当的硬度有助于提高电极的加工性能和循 环寿命。
应用
广泛应用于电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、智能手机、平板电脑等领域。
02
三元正极材料的性能
电化学性能
高能量密度
三元正极材料具有较高的能量 密度，能够提供更长的电动汽
车续航里程。
循环寿命
经过多次充放电循环，三元正 极材料的性能衰减较低，保证 了电池的长寿命。
倍率性能
三元正极材料具有良好的倍率 性能，允许电池在大电流下快 速充电和放电。
提高其电化学性能。
成本控制的挑战与解决方案
要点一
挑战
要点二
解决方案
三元正极材料成本较高，包括材料成本、生产成本、回收 成本等，这限制了其在电动汽车等大规模应用领域的发展 。
通过降低原材料成本、提高生产效率、开发低成本回收技 术等方法，可以降低三元正极材料的成本。例如，采用价 格较低的镍、钴、锰等替代材料，开发新型的合成方法， 提高生产效率，同时开发有效的回收技术，实现三元正极 材料的循环利用，降低其生命周期成本。
三元锂电正极材料失效sem
三元锂电正极材料失效sem
三元锂电池的正极材料通常是采用含有镍、钴和锰（三元）的材料，一般可以表现出较好的能量密度和循环寿命。
然而，正极材料也存在失效的问题。
关于三元锂电池正极材料失效，一般会从以下几点进行阐述：
1. 表面膜生成：正极材料中钴和锰的氧化物，其在电化学过程中会产生表面膜，这是大多数正极材料失效的主要原因之一。
表面膜的形成会限制离子和电子的传输，并在细微层面上增加了内阻，导致电池容量下降。
2. 压力聚集：三元锂电池正极材料失效还可能与所使用的材料的性质有关。
因为材料的微观结构和组织会对其电化学性能产生很大的影响。
当电池过度充放电，导致压力聚集时，正极材料会变形，缩短内部锂离子的距离，从而降低其性能和寿命。
3. 电解质劣化：正极材料失效还可能与电解质的性质和使用时间有关。
当电解液使用时间过长或者温度过高时，电解质中的溶质会产生缩合、聚集等现象，降低电解质的离子传输能力和化学稳定性。
这也会加速正极材料的失效。
总之，三元锂电池的正极材料失效往往是多种因素共同作用下的结果。
为延长电池使用寿命，可以采用使用合适的电解质、优化电池结构、合理控制电池充放电等方法。
同时，科研人员也要继续探索新型的正极材料，以提高电池性能和循环寿命。
如何解决三元材料技术及安全难题
如何解决三元材料技术及安全难题由于美国3M公司最早申请了三元材料的相关专利，而3M是按照镍锰钴(NMC)的循序来命名三元材料的，所以国际上普遍称呼三元材料为NMC。
但是国内出于发音的习惯一般称为镍钴锰(NCM)，这样就带来了三元材料型号的误解，因为三元材料的名称比如333、442、532、622、811等都是以NMC的顺序来命名的。
而BASF则是因为购买了美国阿贡国家实验室(ANL)的相关专利，为了显示自己与3M的“与众不同”并且拓展中国市场，而故意称三元材料为NCM。
三元材料(NMC)实际上是综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的优点，由于Ni、Co和Mn之间存在明显的协同效应，因此NMC的性能好于单一组分层状正极材料，而被认为是最有应用前景的新型正极材料之一。
三种元素对材料电化学性能的影响也不一样，一般而言，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a和c减小且c/a增大，导致容量降低。
而Mn的存在能降低成本和改善材料的结构稳定性和安全性，但是过高的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。
Ni 的存在使晶胞参数c和a增大且使c/a减小，有助于提高容量。
但是Ni含量过高将会与Li+产生混排效应而导致循环性能和倍率性能恶化，而且高镍材料的pH值过高影响实际使用。
在三元材料中，根据各元素配比的不同，Ni可以是+2和+3价，Co一般认为是+3价，Mn则是+4价。
三种元素在材料中起不同的作用，充电电压低于4.4V(相对于金属锂负极)时，一般认为主要是Ni2+参与电化学反应形成Ni4+;继续充电在较高电压下Co3+参与反应氧化到Co4+，而Mn则一般认为不参与电化学反应。
三元材料根据组分可以分为两个基本系列：低钴的对称型三元材料LiNixMnxCo1-2xO2和高镍的三元材料LiNi1-2yMnyCoyO2两大类型，三元材料的相图如上图所示。
三元材料总结
在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。
层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。
其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。
缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。
另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。
镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。
由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。
由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。
(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。
由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。
目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。
三元材料总结
在自然界中，锂元素是最轻的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm-3，电化学当量最小，为0.26 g·Ah-1，标准电极电位最负，为-3.045 V，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。
层状的Co02，其理论容量为274 mAh／g，实际容量在140～155 mAh／g。
其优点为：工作电压高，充放电电压平稳，适合大电流放电，比能量高，循环性能好。
缺点是：实际比容量仅为理论容量的50％左右，钴的利用率低，抗过充电性能差，在较高充电电压下比容量迅速降低。
另外，再加上钴资源匮乏，价格高的因素，因此，在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围，尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。
镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足(1)合成工艺不成熟，工艺复杂。
由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始，且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+，锰离子也存在多种氧化价态，因而合成层状结构的正极材料较为困难，尚未研究出最佳的合成工艺。
由于大量掺入过渡金属元素等因素，复合正极材料的合成工艺相对复杂，需经过长时间的煅烧，并且大多只能在氧气气氛中，温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料，这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。
(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。
由于目前合成复合正极材料均需煅烧，而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成，仅考虑原料的化学组成，而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。
目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有：(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物；(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用；(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰，以改善其理化指标和电化学性能。
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三元镍钴锰正极材料存在的问题与挑战王 丁（昆明理工大学 冶金与能源工程学院，云南 昆明 ６５００９３）摘 要：便携式电子设备的更新换代以及新能源汽车的蓬勃发展对锂离子电池提出了新的更高的要求，正极材料决定着锂离子电池的电化学性能。
本文介绍了当前三元正极材料的特性和基本理化性能，在此基础之上，简述了三元材料的发展历史和存在的问题，可为三元正极材料的开发和制备提供指导。
关键词：锂离子电池；三元正极材料；阳离子混排；含锂化合物中图分类号：ＴＦ８１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１７－０２４５－２The existing issues and challenges for LiNi1-x-y Co x MnyO2 ternary cathode materialsWANG Ding（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｏｆ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｈａｖｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｎｅｗ ａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｂａｓｉｃ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＬｉＮｉ１－ｘ－ｙＣｏｘＭｎｙＯ２ ｔｅｒｎａｒｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｅｒｎａｒｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｒｎａｒｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Keywords: ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ； ｔｅｒｎａｒｙ ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； ｃａｔｉｏｎ ｍｉｘｉｎｇ； ｌｉｔｈｉｕｍ－ｂｅａｒｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ在众多可供选择的化学储能器件中，锂离子电池由于其工作电压高、循环寿命长、能量密度高及环境友好等一系列突出优点成为全球研究热点。
自1991年索尼公司成功将锂离子电池实现商业化以来，其在计算机、通讯和消费类电子产品领域的应用取得极大成功。
目前锂离子电池的主要发展方向为高能量和高功率，同时这也是电子产品终端不断升级换代以及新能源电动汽车行业发展壮大的必然要求。
因此，唯有继续完善现有锂离子电池相关技术，开发新型锂离子电池材料，才能适应经济增长与环境保护相协调的发展潮流。
1三元正极材料特性理想的正极材料需具备如下特性。
（1）存在具有较高氧化还原电位且易发生氧化还原反应的过渡金属离子，以保证锂离子电池较高的充放电容量及输出电压；（2）较高的电子及锂离子电导率以保证良好的倍率性能；（3）良好的结构稳定性；（4）在较宽电压范围内具有较高的化学稳定性和热稳定性；（5）较易制备，环境友好且价格适中。
三元正极材料LiNi1-x-y Co x MnyO2（NCM）具有比容量高、结构稳定性好、热稳定性好和成本较低的特性。
LiNi1-x-yCo x MnyO2材料可认为由Co层被Ni和Mn部分取代而来。
钴元素对稳定材料的晶体结构有重要作用，同时还能提高材料的离子电导率；镍元素则为三元材料容量的主要贡献者，但含量过高时易与锂发生交错占位，不利于材料电化学性能的发挥；锰元素在材料充放电过程中不参与电化学反应，主要起稳定材料结构的作用，同时降低生产成本。
1999年，Liu等首次合成不同组分的三元过渡金属氧化物材料LiNi1-x-y Co x MnyO2，并对其晶体结构及电化学性能进行详细研究，发现三元材料循环稳定性明显优于单一组分及二元层状材料。
2001年，Ohzuku等合成出Ni、Co和Mn 三种元素等量的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料，在2.5V~4.6V 电压范围下放电比容量高达200mAh g-1[1]。
此后，不断有不同镍钴锰比例的三元材料被开发合成。
到目前为止，三元正极材料的研究热点主要有两类：①Ni、Mn等量型，如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（NCM111）和LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2（NCM424）；②富镍型，包括LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（NCM523），LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（NCM622）和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）。
2存在问题与挑战三元正极材料NCM具有α-NaFeO2层状结构，空间点群为Rm，锂原子和过渡金属原子交替占据氧原子构成的八面体中心位置。
NCM的Rm层状结构由氧层-锂层-氧层-过渡金属层沿斜方六面体[001]方向不断堆叠而成。
根据晶体场理论，由于e轨道上的孤电子自旋导致Ni3+不稳定，因此Ni趋向于以Ni2+形式存在。
在三元材料制备过程中，由于Ni2+半径（0.069 nm）与Li+半径（0.076 nm）接近，两者在晶格结构中极易发生互相占位，这时锂层与过渡金属层间便存在阳离子混排现象。
（下转247页）收稿时间：２０１８－０８作者简介：王丁，男，生于１９８７年，湖南娄底人，博士，讲师，研究方向：二次电池。
如图3所示：利用2号提升井与3号提升井之间的通风天井对两个井的坐标偏差做出检验，在3号提升井400米米中段，利用地井，下垂一根钢丝到2号提升井370米中段，由于2号提升井至3号提升井之间的通风天井并非是一条通视的直线。
为了能够利用该通风天井进行坐标验证，需要在中间e 点悬挂一个重锤（10公斤）。
在测量点2和测量点3分别假设仪器，瞄准后视，对a、b、c、d 进行精确观测，测量a、b、c、d 点的精确三维坐标，再用50米长钢尺分别量出a 到e 和c 到e 的距离（也可以量出b 到e 和d 到e 之间的距离）。
通过a 和b 的准确坐标，反算出a 到b 的方位角及a 到b 的坡度或垂直角。
由于e 点悬挂有重锤。
因此，a 到b 与a 到e 在同一条直线上。
同理：c 到d 与c 到e 也在同一条直线上。
由此，可以根据a 点的坐标以及a 到b 的方位角α和a 到e 的水平距离S 算出e 点的坐标。
S=L×cosδ L-斜距δ=arctan （H/S） S-平距Xe=Xa+cosα×S δ-垂直角Ye=Ya+sinα×S 根据此公式，分别计算出由a、b 推算出的e 点坐标和由c、d 推算出的e 点坐标。
然后将两个平面坐标进行比对，在50mm 范围内时，说明2号提升井的导线坐标满足放样的精度。
5 井筒四角线放样首先，利用3号提升井布设的7″级导线，准确的测出[1]张国良等.矿山测量学.徐州:中国矿业大学出版社,2001[2] 孙金礼,冯大福,生产矿井测量.北京.煤炭工业出版社2007[3] 冯耀挺,闫光准.矿图.北京:煤炭工业出版社,2005[4] 周建郑,工程测量.郑州:黄河水利出版社,2006[5] 张凤举,等.控制测量学.北京:煤炭工业出版社,1999[6] 季斌德,邵自修.工程测量.北京.测绘出版社,19863号提升井的井筒四角线坐标，并绘制出3号提升井1:200的井筒断面图，用于今后的放样工作。
根据3号提升机的四角线坐标，计算出与2号提升井7″导线之间的关系，根据2号提升井的7″导线放样出3号提升井在下掘中段的井筒四角线位置。
由于2号提升井的导线点距离放样点坐标均未超过15米，为了提高放样的精度，在采用全站仪进行放样时，采用多测回测角。
减小因为角度因素引起的实地点位误差。
由于井下温度保持在14℃-17℃，接近钢尺的鉴定温度。
因此距离上采用钢尺量距，避免全站仪测距（2+2ppm）的固定误差。
6 结论由此可以看出，竖井贯通在矿山贯通中一个比较重要的贯通工作，其要求的精度较高，需要测量人员根据不同的情况制定出不同的放样方案，尤其是利用其它井口为另一个井口进行竖井下掘时，更要注意导线点坐标的检验工作，避免由于测量误差或系统不统一引起的实际井筒的点位放样误差。
（上接245页）相较于理想的层状结构，阳离子混排导致晶体结构中锂层间距减小，锂离子迁移活化能增加，同时占据锂层位置的过渡金属离子也阻碍了锂离子扩散。
因此，随着阳离子混排的增加，材料的倍率性能也随之恶化。
事实上，三元正极材料的阳离子混排现象不仅出现在其合成过程中，而且在电池充放电循环时也会发生。
通过透射电镜分析指出O3相层状材料Li x Ni 0.5Mn 0.5O 2循环过程中存在过渡金属元素迁移占据锂层位置的情况。
此外，长周期高电压充放电循环情况下LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2发生相变，由Rm相逐渐转变成类尖晶石相和岩盐相。
在高充电截止电压下材料深度脱锂，大量锂空位的存在导致材料结构极不稳定，过渡金属离子从过渡金属层迁移占据锂层位置，并且由于同离子之间的排斥作用使得发生混排的阳离子倾向于占据二次锂空位。
高镍材料存储过程中容易与外界环境中的CO 2和H 2O 反应进而在材料表面生成含锂化合物。
此外充电态下高氧化活性的过渡金属离子催化电解液的分解，加速电解液消耗的同时在材料表面生成较厚的固态电解质界面层。
为了得到有序的层状结构材料，往往在其混锂烧结制备过程中加入过量锂源，导致NCM 材料表面存在锂残渣。
材料表面存在的锂残渣与空气中H 2O 及CO 2反应生成Li 2CO 3和LiOH。
高镍材料在纯水中浸泡一段时间后，溶液pH 值均大于12。
此外材料在NMP 溶剂中极易形成凝胶状浆料，严重影响电极极片制作。
新鲜LiNi 0.7Co 0.15Mn 0.15O 2由粒径约为150 nm 的一次颗粒组成，其表面光洁，而在空气中放置3个月后其表面可见残锂化合物。
检测显示空气中存储后表面Li 2CO 3含量由0.89 wt%上升至1.82 wt%，LiOH 含量由0.25 wt%上升至0.44 wt%。