【中國傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 高性能鋰離子電池正極材料是限制下一代高能量密度鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。因此開發(fā)長循環(huán)，高倍率的鋰離子電池正極材料城為目前研究的熱點(diǎn)之一。層狀的富鋰錳基正極材料具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如高的比容量，成本低、環(huán)境友好等，但是這種材料也具有很大的缺陷例如循環(huán)性能差，倍率性能差導(dǎo)電性差以及嚴(yán)重的電壓降問題等。目前對(duì)于富鋰錳基材料的研究主要集中在提高材料的循環(huán)性能，倍率性能以及減少電壓降等方面。近年來，各大電池廠商富鋰錳基電池研究成果突飛猛進(jìn)。

11月22日，從國家科技部網(wǎng)站獲悉，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持下，北京大學(xué)夏定國教授團(tuán)隊(duì)在開展新型高比能錳基正極材料研究中，一舉突破了摻雜、包覆、納米形貌等傳統(tǒng)改性方法的限制，將LiMO2相與單層Li2MnO3相復(fù)合制備出了一種O2構(gòu)型的富鋰錳基動(dòng)力電池正極材料。

據(jù)悉，這種正極材料具有400mAh/g以上的放電比容量和1380Wh/kg以上的比能量密度，為開發(fā)比能量大于500Wh/kg的新型鋰離子電池提供了可能，是目前國內(nèi)外已報(bào)道的具有最高比能量密度的鋰離子電池富鋰錳基正極材料。

夏定國教授

該研究為新型高比能量鋰離子電池正極材料的設(shè)計(jì)思路提供了新的方向，并突破了國外層狀富鋰錳基材料專利（O3構(gòu)型）的限制，對(duì)于我國鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展有重要意義。研究成果“AHigh-CapacityO2-TypeLi-RichCathodeMaterialwithaSingle-LayerLi2MnO3Superstructure（一種具有單層Li2MnO3超結(jié)構(gòu)的高容量O2構(gòu)型富鋰材料）”已于2018年3月在AdvancedMaterials（《先進(jìn)材料》）上發(fā)表。

正極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一，在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例，也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來源，其性能和價(jià)袼對(duì)鋰離子電池的影響較大。目前研制成功并得到應(yīng)用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等。

今年8月，在工信部發(fā)布的《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄（2018年第8批）》中，兩款搭載遨優(yōu)動(dòng)力富鋰錳基電池的車型成功入圍，這也是富鋰錳基電池技術(shù)路線首次出現(xiàn)于推薦目錄。

今年5月，遨優(yōu)動(dòng)力宣布其首款富鋰錳基動(dòng)力電池通過國家強(qiáng)檢，這也是我國第一款通過國家強(qiáng)檢的富鋰錳基動(dòng)力電池。目前遨優(yōu)動(dòng)力的富鋰錳基電池產(chǎn)品單體能量密度已經(jīng)達(dá)到220Wh/kg，系統(tǒng)能量密度140-160Wh/kg，部分產(chǎn)品電芯能量密度可達(dá)到240Wh/kg。

據(jù)電池中國網(wǎng)了解，國內(nèi)除遨優(yōu)動(dòng)力外，江特電機(jī)量產(chǎn)富鋰錳基材料的技術(shù)已達(dá)國際先進(jìn)水平，制造工藝也已申請(qǐng)了專利；此外，國軒高科有一項(xiàng)富鋰錳基正極材料的制備方法發(fā)明專利?？梢灶A(yù)見，富鋰錳基正極材料的前途非常廣闊。