2013中國(guó)鋰電池正負(fù)極材料發(fā)展論壇在天津召開(kāi)

本刊訊 4月8～10日，由中國(guó)物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦的“2013中國(guó)鋰電池正負(fù)極材料發(fā)展論壇”在天津順利召開(kāi)。本次會(huì)議得到國(guó)內(nèi)外鋰電池產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的積極響應(yīng)，收到會(huì)議論文 50余篇，中科院物理所陳立泉院士、防化研究院第一研究所楊裕生院士以及來(lái)自清華大學(xué)、武漢大學(xué)、臺(tái)灣工研院、臺(tái)灣大同大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)以及德國(guó)BASF、日本索尼、上海杉杉科技、比克、力神、比亞迪等單位的多位專(zhuān)家作了主題報(bào)告，并與來(lái)自鋰電池材料生產(chǎn)、研發(fā)、設(shè)備等企事業(yè)單位的300多名代表共同就我國(guó)鋰電池正負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展預(yù)測(cè)等進(jìn)行了深入探討。

2012年世界鋰離子電池市場(chǎng)同比增長(zhǎng)超過(guò) 8%，預(yù)計(jì)2020年將在2010年的基礎(chǔ)上翻一番，屆時(shí)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)份額將會(huì)呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)。有關(guān)分析表明，小型用電產(chǎn)品（手機(jī)、筆記本電腦、平板電子產(chǎn)品、醫(yī)療器件、數(shù)碼電子產(chǎn)品等）市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)鋰離子電池比能量的提升及成本提出更多要求，提升LCO、NMC與LMO系列材料性能及規(guī)模生產(chǎn)的穩(wěn)定性十分必要，同時(shí)加速硅基負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用。為適應(yīng)動(dòng)力及儲(chǔ)能（電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等）市場(chǎng)持續(xù)發(fā)展對(duì)鋰離子電池提升比能量、延長(zhǎng)壽命、降低成本、保障安全等要求，以LiFePO4及LMO材料為基點(diǎn)，在尋求其性能改善、穩(wěn)定生產(chǎn)與擴(kuò)展應(yīng)用的基礎(chǔ)上，加快NMC系列產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用，同時(shí)加快新型高電壓、高容量正負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)2015年電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池模塊比能量150 W·h/kg的目標(biāo)等。

LiFePO4正極材料依然是我國(guó)鋰電池界關(guān)注的熱點(diǎn)之一，力神、比亞迪與日本索尼等公司分別在報(bào)告中介紹了其采用該材料制作的電池具有的性能，比能量都超過(guò)了110 W·h/kg。針對(duì)該材料制備技術(shù)的改進(jìn)，清華大學(xué)提出了溶劑熱法實(shí)現(xiàn) LiFePO4結(jié)構(gòu)調(diào)控，浙江金馬公司提出了粒徑可控的 LiFePO4/C工業(yè)化制備，為生產(chǎn)過(guò)程中提高一致性水平和降低成本提供了參考與借鑒。此外，臺(tái)灣大同大學(xué)吳溪煌教授制備的 LiFePO4/Li3V2(PO4)3復(fù)合材料及韓國(guó)漢華公司制備的碳納米管-LiFePO4復(fù)合材料，均可顯著提高電池的比能量或比功率等特性。

圍繞NMC應(yīng)用的電池安全與價(jià)格高昂等問(wèn)題，金和源公司在其原有NMC材料基礎(chǔ)上，提出了新型鎳錳復(fù)合正極材料的設(shè)計(jì)思路。在提高比能量方面，層狀過(guò)渡金屬氧化系列中超過(guò)160 mA·h/g的高鎳含量NMC（532、622與811）材料，5 V高電壓LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石材料系列，超過(guò) 200 mA·h/g高比容量富鋰層狀氧化物材料，殼核結(jié)構(gòu)梯度正極材料以及殼核結(jié)構(gòu)的 NCM712材料等的研究開(kāi)發(fā)均取得了顯著成果。同時(shí)正在發(fā)展橄欖石結(jié)構(gòu)其它金屬取代 Fe的高電壓材料，如廈大楊勇教授研究的5VLi2CoPO4F、中科院寧波材料所開(kāi)發(fā)的 Li2MnPO4和加拿大Clariant公司的LMFP材料等。其中，寧波材料所夏永高采用LMP制備的18650電池，容量為1100 mA·h，工作電壓3.9 V，循環(huán)了200次，容量保持在85%以上。

負(fù)極材料方面，硅基材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用正在加速，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所劉興江教授等開(kāi)發(fā)的Si-SiO2-C電極材料，可逆容量超過(guò)700mA?h /g；杉杉科技開(kāi)發(fā)的Si/SiOX@C/G（500～900mAh/g）已投入中試生產(chǎn)，正在開(kāi)發(fā)的還有Si@SiOX/C以及創(chuàng)新的多孔泡沫Si材料。

此外，艾新平教授的報(bào)告中論述了鋰硫與鋰空氣體系的研究，而中國(guó)電子科技集團(tuán)第 18研究所丁飛博士的報(bào)告，則從理論上提出了一種避免金屬鋰枝晶沉積的新機(jī)制——“基于自愈合靜電殼層理論的鋰電極無(wú)枝晶沉積”。這一機(jī)制首先在實(shí)驗(yàn)和計(jì)算上獲得實(shí)現(xiàn)和證明，它不僅可以應(yīng)用于鋰電池體系，在其它涉及金屬沉積的化學(xué)體系和儲(chǔ)能裝置中均有意義。

本次論壇還就“如何把握與推進(jìn)我國(guó)鋰電池電極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展”設(shè)立了專(zhuān)題討論會(huì)，并得出以下觀點(diǎn)：①以滿(mǎn)足小型電子產(chǎn)品持續(xù)增長(zhǎng)與提高電池比容量特性的要求為目標(biāo)，通過(guò)改進(jìn)產(chǎn)品性能，完善生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋰離子電池用LCO、LMO、NMC與碳負(fù)極（天然石墨、人造石墨，MCMB碳等）關(guān)鍵材料研制持續(xù)發(fā)展，規(guī)模化、質(zhì)量控制以及產(chǎn)品性能位居世界前列，獲得公認(rèn)的名牌稱(chēng)號(hào)。②以滿(mǎn)足我國(guó)電動(dòng)車(chē)中期發(fā)展需求為目標(biāo)，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池用LFP、LMO/NMC、MNC系列正極材料以及LTO負(fù)極材料的穩(wěn)定生產(chǎn)與成本降低；其中MNC系列正極材料與石墨組合是實(shí)現(xiàn)2015年動(dòng)力電池模塊達(dá)到150 W·h/kg的基本材料體系；同時(shí)對(duì)該類(lèi)材料應(yīng)用中的安全性研究要予以高度重視。③瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)鋰離子電池200～300 W·h/kg的目標(biāo)，繼續(xù)加強(qiáng)高比特性正負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用，包括高電壓/高比容量的富鋰層狀氧化物（含殼核結(jié)構(gòu)材料），鎳錳高電壓尖晶石，橄欖石結(jié)構(gòu) LCP、LMP或其復(fù)合物等正極材料以及硅基負(fù)極材料。④針對(duì)實(shí)現(xiàn)電池達(dá)到 300 W·h/kg以上的中長(zhǎng)期目標(biāo)，繼續(xù)開(kāi)展鋰硫、鋰空氣等新型材料體系的基礎(chǔ)研究與技術(shù)發(fā)展研究等。