2013中國鋰電池正負極材料發展論壇在天津召開

本刊訊 4月8～10日，由中國物理電源行業協會主辦的“2013中國鋰電池正負極材料發展論壇”在天津順利召開。本次會議得到國內外鋰電池產業界與學術界的積極響應，收到會議論文 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自清華大學、武漢大學、臺灣工研院、臺灣大同大學、廈門大學以及德國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家作了主題報告，并與來自鋰電池材料生產、研發、設備等企事業單位的300多名代表共同就我國鋰電池正負極材料的關鍵技術、產業現狀及未來發展預測等進行了深入探討。

2012年世界鋰離子電池市場同比增長超過 8%，預計2020年將在2010年的基礎上翻一番，屆時電動車動力鋰離子電池市場份額將會呈現明顯增長。有關分析表明，小型用電產品（手機、筆記本電腦、平板電子產品、醫療器件、數碼電子產品等）市場的持續增長對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系列材料性能及規模生產的穩定性十分必要，同時加速硅基負極材料的開發、生產與應用。為適應動力及儲能（電動工具、電動自行車與電動汽車以及儲能系統等）市場持續發展對鋰離子電池提升比能量、延長壽命、降低成本、保障安全等要求，以LiFePO4及LMO材料為基點，在尋求其性能改善、穩定生產與擴展應用的基礎上，加快NMC系列產品的大規模生產與應用，同時加快新型高電壓、高容量正負極材料的開發與應用，以實現2015年電動車動力電池模塊比能量150 W·h/kg的目標等。

LiFePO4正極材料依然是我國鋰電池界關注的熱點之一，力神、比亞迪與日本索尼等公司分別在報告中介紹了其采用該材料制作的電池具有的性能，比能量都超過了110 W·h/kg。針對該材料制備技術的改進，清華大學提出了溶劑熱法實現 LiFePO4結構調控，浙江金馬公司提出了粒徑可控的 LiFePO4/C工業化制備，為生產過程中提高一致性水平和降低成本提供了參考與借鑒。此外，臺灣大同大學吳溪煌教授制備的 LiFePO4/Li3V2(PO4)3復合材料及韓國漢華公司制備的碳納米管-LiFePO4復合材料，均可顯著提高電池的比能量或比功率等特性。

圍繞NMC應用的電池安全與價格高昂等問題，金和源公司在其原有NMC材料基礎上，提出了新型鎳錳復合正極材料的設計思路。在提高比能量方面，層狀過渡金屬氧化系列中超過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 200 mA·h/g高比容量富鋰層狀氧化物材料，殼核結構梯度正極材料以及殼核結構的 NCM712材料等的研究開發均取得了顯著成果。同時正在發展橄欖石結構其它金屬取代 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發的 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，循環了200次，容量保持在85%以上。

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

此外，艾新平教授的報告中論述了鋰硫與鋰空氣體系的研究，而中國電子科技集團第 18研究所丁飛博士的報告，則從理論上提出了一種避免金屬鋰枝晶沉積的新機制——“基于自愈合靜電殼層理論的鋰電極無枝晶沉積”。這一機制首先在實驗和計算上獲得實現和證明，它不僅可以應用于鋰電池體系，在其它涉及金屬沉積的化學體系和儲能裝置中均有意義。

本次論壇還就“如何把握與推進我國鋰電池電極材料技術與產業發展”設立了專題討論會，并得出以下觀點：①以滿足小型電子產品持續增長與提高電池比容量特性的要求為目標，通過改進產品性能，完善生產技術，實現我國鋰離子電池用LCO、LMO、NMC與碳負極（天然石墨、人造石墨，MCMB碳等）關鍵材料研制持續發展，規模化、質量控制以及產品性能位居世界前列，獲得公認的名牌稱號。②以滿足我國電動車中期發展需求為目標，通過技術進步，實現我國動力鋰離子電池用LFP、LMO/NMC、MNC系列正極材料以及LTO負極材料的穩定生產與成本降低；其中MNC系列正極材料與石墨組合是實現2015年動力電池模塊達到150 W·h/kg的基本材料體系；同時對該類材料應用中的安全性研究要予以高度重視。③瞄準實現鋰離子電池200～300 W·h/kg的目標，繼續加強高比特性正負極材料的開發、生產與應用，包括高電壓/高比容量的富鋰層狀氧化物（含殼核結構材料），鎳錳高電壓尖晶石，橄欖石結構 LCP、LMP或其復合物等正極材料以及硅基負極材料。④針對實現電池達到 300 W·h/kg以上的中長期目標，繼續開展鋰硫、鋰空氣等新型材料體系的基礎研究與技術發展研究等。