NCM111材料是常用的三元材料之一，它被廣泛的應用在電動工具和電動汽車等領域。NCM111材料由鎳、鈷、錳三種過渡金屬元素組成，三者的摩爾比例為1：1：1，分子式為LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2。

Mn元素的加入不僅降低了材料的成本，也提高了材料的工作電壓。但是NCM111材料還面對著容量衰降快的問題，這很大的程度上是由于NCM材料中的過渡金屬元素溶解造成的，溶解的過渡金屬元素不僅會導致正極材料的結構遭到破壞，還會吸附于負極表面造成SEI膜的破壞，并催化電解液分解，從而造成電池整體性能的下降。

為了防止NCM111材料性能過快衰降，提高電池的循環壽命，人們提出了多種方法，例如材料顆粒表面包覆Al2O3，AlpO4等材料，防止電解液和正極材料直接接觸。

也有在材料中添加少量其他元素，提高材料自身結構的穩定性，例如Al、Mg、Cr等。近來大家開始關注正極成膜添加劑，通過在電解液中添加成膜添加劑，例如VC、FEC等添加劑，在正極的表面形成一層保護層，即能允許Li+通過，也能防止正極材料和電解液直接接觸，抑制過渡金屬元素的溶解，可以明顯的提高材料的壽命。

近日，德國明斯特大學的YunxianQian等人根據上述理論，針對性的開展了添加劑對提高NCM111材料循環壽命的影響的研究。

實驗中采用的NCM111材料為市場上可以購買的商業產品，電解液采用了重量比為3：7的的EC和EMC混合溶劑，鋰鹽則采用了常見的LipF6，分別向電解液中添加了VC，FEC和EC三種添加劑，用于研究其對提升NCM111材料循環壽命的用途。實驗分別采集了三個階段的樣本：激活，并循環5次;激活，并循環100次;激活，并循環150次。

實驗發現，添加VC和FEC的樣品，相比于空白對照組和添加EC的組，首次放電容量有了顯著的提升，達到121mAh/g，而空白組和添加EC的樣品，首次放電容量僅為118和108mAh/g，在循環150次后這種差距更為明顯，添加FEC的樣品，容量達到114mAh/g，而其他幾個對照組，剩余容量不足80mAh/g。

掃描電鏡分析發現，在經過150次循環后，空白組，VC組和EC組在電極表面形成了一層厚厚的電解液分解產物，也就是我們所說的正極界面膜，EDX分析發現，界面膜的重要成分為碳、氧、氟和硫，表明這正是由電解分解出現的Li2CO3、LiF和無定形碳等成分。

這層界面膜的持續上升，會造成電極阻抗新增，活性物質之間的接觸電阻新增，并阻礙鋰離子的擴散，造成電池容量的衰降。

而對FEC組的分析發現，其表面并沒有厚重的正極界面膜出現，結合前面電化學測試的中FEC良好的容量保持率，表明持續新增的正極界面膜是造成NCM容量衰降的重要原因。

通過分析正極界面膜的厚度可以幫助我們更清楚的了解這一過程，分析發現，空白組的電極經過150次循環后，在正極表面形成了一層4.0nm的pEO，而pEO為電解液溶劑分解的產物。

而添加VC組，在經過100次循環后，pEO厚度僅1nm，但是當100-150次，pEO的厚度快速新增，達到2.9nm，這也和容量在100次以后快速衰降相一致。

而ES組，則在界面膜中發現LiF新增速度很快，使得大量的Li被固定到了界面膜中，這也是造成容量衰降的重要原因。

而FEC組的電解液分解就要明顯少于其他對照組，循環100此后，pEO厚度僅為0.7nm，循環150次，厚度僅為0.8nm。

該項研究表明，關于NCM材料正極成膜添加劑，能否形成穩定的正極界面膜是考察該添加劑有效性的重要依據。YunxianQian等人的研究表明，FEC是一種非常有效的正極成膜添加劑，添加FEC，可以有效的抑制正極界面膜的厚度持續新增，而且其成膜的重要成分為LiF，FEC還能夠減少電解液分解，有效的提高NCM材料的循環壽命。