中國鋰電產業(yè)逐漸在國際競爭中展示出獨有的“中國優(yōu)勢”。如比克電池首席科學家林建博士在2022高工鋰電年會所說:“聚焦四大主材,前沿技術的持續(xù)突破是提升產業(yè)鏈競爭優(yōu)勢的基礎。”
當下,我國已經形成了從材料研發(fā)、電池生產、回收利用到設備支撐的全球產業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動力電池產業(yè)體系,正極、負極、電解液和隔膜四大主材基本擺脫進口依賴,發(fā)展日新月異,其中,正負極更是鋰電池性能突破的關鍵所在。
會議上,林建分享了比克電池在尖晶石鎳錳酸鋰(LNMO)和新型硅碳、高容量硅氧材料等正負極材料的研究進展。
『比克電池首席科學家林建博士』
商業(yè)化使用的鋰離子電池正極材料按結構主要分為以三元材料為代表的層狀晶體結構、以磷酸鐵鋰為代表的正交橄欖石晶體結構和以錳酸鋰為代表的立方尖晶石晶體結構三類。在高壓化的發(fā)展趨勢下,尖晶石結構的鎳錳酸鋰材料已成為正極發(fā)展的主流方向之一,目前尖晶石結構的鎳錳酸鋰材料理論比容可達133mAh/g,能量密度可達625Wh/kg,每瓦時成本為0.85元,兼顧高電壓、低成本、高安全等核心優(yōu)勢。
據林建介紹,在產業(yè)化方面,5V尖晶石鎳錳酸鋰正極材料在結構和產品性能上還有待優(yōu)化。對此,比克正通過本體摻雜、包覆、形態(tài)控制等方式優(yōu)化鎳錳酸鋰材料結構,同時通過添加高電壓添加劑及氟代溶劑改善電解液的性能,以克服鎳錳酸鋰電池產業(yè)化難題。目前比克開發(fā)的LNMO體系,平臺電壓高(4.7V),倍率性能優(yōu)異,5C放電平臺>4V,且材料成本優(yōu)勢明顯,可取代LFP和LMO應用在電動工具和儲能領域。相信隨著正極材料包覆,摻雜技術和高電壓電解液的發(fā)展,5V尖晶石鎳錳酸鋰材料會是行業(yè)又一大有前途的材料。