中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著新能源汽車的普及，政策和市場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車在續(xù)航里程、使用壽命、安全性、成本等方面的要求也越來(lái)越高。而目前動(dòng)力電池的發(fā)展正處于瓶頸期，能量密度等各項(xiàng)指標(biāo)正在接近極限。新型材料的研發(fā)和應(yīng)用，是打破動(dòng)力電池技術(shù)障礙的突破口。在此背景下，由中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)能源顆粒材料專委會(huì)聯(lián)合中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“2018第二屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”（9月27-28日，南京），將邀請(qǐng)福建師范大學(xué)童慶松教授為我們?cè)斀?strong>《新型鋰電材料及提升電池性能的高效創(chuàng)新技術(shù)》。
專家簡(jiǎn)介：
童慶松，福建師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授。福建師范大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院教授(3級(jí))，化學(xué)工程與技術(shù)一級(jí)碩士點(diǎn)第一帶頭人，福建師范大學(xué)鋰離子電池研發(fā)的創(chuàng)始人。研究領(lǐng)域現(xiàn)代電化學(xué)研究方向，主要研究鋰離子電池相關(guān)材料及附件。從事堿性鋅錳電池電極材料、燃料電池催化劑、電鍍、納米材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能表征等研究工作。擔(dān)任中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)、電池、福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)等多個(gè)雜志審稿員。受到國(guó)內(nèi)多個(gè)全國(guó)性協(xié)會(huì)擔(dān)任理事、常務(wù)理事的邀請(qǐng)。曾任美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)、美國(guó)電化學(xué)學(xué)會(huì)的會(huì)員。
材料是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的基礎(chǔ)。動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步，主要來(lái)自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應(yīng)用進(jìn)展，通過(guò)新材料的開發(fā)進(jìn)一步提高電池性能，提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。根據(jù)國(guó)家規(guī)劃，明確到2020年動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)到300Wh/kg以上。在目前動(dòng)力電池材料體系中，高鎳三元材料雖然能量密度較高，但綜合安全性以及成本問(wèn)題，還不是理想材料。而硅碳負(fù)極材料雖然有助于能量密度的進(jìn)一步提升，但是仍不能在現(xiàn)有體系下實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛越�？傮w來(lái)說(shuō)，電池能量密度的突破仍然有待于新型材料的研發(fā)。
富鋰錳基正極材料
富鋰錳基作為正極材料的優(yōu)勢(shì)有：能量密度高、主要原材料豐富。但由于開發(fā)時(shí)間較短，目前富鋰錳基存在一系列問(wèn)題：首次放電效率低；材料在循環(huán)過(guò)程析氧，帶來(lái)安全隱患；循環(huán)壽命差；倍率性能偏低。目前解決這些問(wèn)題的手段有包覆、酸處理、摻雜、預(yù)循環(huán)、熱處理等。
石墨烯負(fù)極材料
石墨烯的克容量較高，可逆容量約700mAh/g，高于石墨類負(fù)極的容量。另外，石墨烯良好的導(dǎo)熱性能確保其在電池體系中的穩(wěn)定性，且石墨烯片層間距大于石墨，使鋰離子在石墨烯片層間擴(kuò)散通暢，有利于提高電池功率性能。但由于石墨烯的生產(chǎn)工藝不成熟，結(jié)構(gòu)欠穩(wěn)定，導(dǎo)致石墨烯作為負(fù)極材料仍存在一定問(wèn)題，如首次放電效率較低；循環(huán)性能較差；價(jià)格較高，明顯高于傳統(tǒng)石墨負(fù)極。所以石墨烯將率先作為正負(fù)極添加劑在鋰離子電池中使用。
碳納米管負(fù)極材料
碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，同時(shí)由于其脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短，作為負(fù)極材料在大倍率充放電時(shí)極化作用較小，可提高電池的大倍率充放電性能。但碳納米管直接作為鋰電池負(fù)極材料時(shí)，會(huì)存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺(tái)不明顯等問(wèn)題�？梢岳闷洫�(dú)特的中空結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性及大比表面積等優(yōu)點(diǎn)與其它負(fù)極材料復(fù)合從而作為載體來(lái)改善其他負(fù)極材料的電性能。
涂覆隔膜
隔膜對(duì)鋰電池的安全性至關(guān)重要，這要求隔膜具有良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性，以及反復(fù)充放電過(guò)程中對(duì)電解液保持高度浸潤(rùn)性。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。其作用是：提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路；涂覆材料熱傳導(dǎo)率低，防止電池中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。
高電壓電解液
提高電池能量密度是鋰電池的趨勢(shì)之一，目前提高能量密度方法除了開發(fā)新型正極材料之外，另一種是提高傳統(tǒng)正極材料的充電截止電壓。正極材料的電壓提升后，需要與之配套的高電壓電解液，添加劑對(duì)電解液的高電壓性能起到關(guān)鍵性作用，其成為近年來(lái)的研發(fā)重點(diǎn)。
