中國粉體網(wǎng)訊 隨著新能源汽車的普及，政策和市場對電動汽車在續(xù)航里程、使用壽命、安全性、成本等方面的要求也越來越高。而目前動力電池的發(fā)展正處于瓶頸期，能量密度等各項指標正在接近極限。新型材料的研發(fā)和應用，是打破動力電池技術(shù)障礙的突破口。在此背景下，由中國顆粒學會能源顆粒材料專委會聯(lián)合中國粉體網(wǎng)主辦的“2018第二屆能源顆粒材料制備及應用技術(shù)高峰論壇”（9月27-28日，南京），將邀請福建師范大學童慶松教授為我們詳解《新型鋰電材料及提升電池性能的高效創(chuàng)新技術(shù)》。
專家簡介：
童慶松，福建師范大學化學與化工學院教授。福建師范大學化學與材料學院教授(3級)，化學工程與技術(shù)一級碩士點第一帶頭人，福建師范大學鋰離子電池研發(fā)的創(chuàng)始人。研究領(lǐng)域現(xiàn)代電化學研究方向，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。擔任中國有色金屬學報、電池、福建師范大學學報等多個雜志審稿員。受到國內(nèi)多個全國性協(xié)會擔任理事、常務(wù)理事的邀請。曾任美國科學促進會、美國電化學學會的會員。
材料是動力電池產(chǎn)業(yè)進步的基礎(chǔ)。動力電池技術(shù)進步，主要來自關(guān)鍵電池材料創(chuàng)新研究與應用進展，通過新材料的開發(fā)進一步提高電池性能，提高質(zhì)量、降低成本、改善安全性。根據(jù)國家規(guī)劃，明確到2020年動力電池單體能量密度達到300Wh/kg以上。在目前動力電池材料體系中，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題，還不是理想材料。而硅碳負極材料雖然有助于能量密度的進一步提升，但是仍不能在現(xiàn)有體系下實現(xiàn)質(zhì)的飛越�？傮w來說，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)勢有：能量密度高、主要原材料豐富。但由于開發(fā)時間較短，目前富鋰錳基存在一系列問題：首次放電效率低；材料在循環(huán)過程析氧，帶來安全隱患；循環(huán)壽命差；倍率性能偏低。目前解決這些問題的手段有包覆、酸處理、摻雜、預循環(huán)、熱處理等。
石墨烯負極材料
石墨烯的克容量較高，可逆容量約700mAh/g，高于石墨類負極的容量。另外，石墨烯良好的導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，導致石墨烯作為負極材料仍存在一定問題，如首次放電效率較低；循環(huán)性能較差；價格較高，明顯高于傳統(tǒng)石墨負極。所以石墨烯將率先作為正負極添加劑在鋰離子電池中使用。
碳納米管負極材料
碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，自身具有優(yōu)良的導電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化作用較小，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極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題�？梢岳闷洫毺氐闹锌战Y(jié)構(gòu)、高導電性及大比表面積等優(yōu)點與其它負極材料復合從而作為載體來改善其他負極材料的電性能。
涂覆隔膜
隔膜對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和熱穩(wěn)定性，以及反復充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。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；涂覆材料熱傳導率低，防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。
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，添加劑對電解液的高電壓性能起到關(guān)鍵性作用，其成為近年來的研發(fā)重點。
