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第三届新型电池正负极材料技术国际论坛参会报告(顾庆文)

       由中国化学与物理电源行业协会主办,中国科学院宁波材料技术与工程研究所承办的以探讨动力锂电池先进材料研究及产业化进展为主题的“第三届新型电池正负极材料技术国际论坛”在宁波召开,本次会议邀请了来自国内外知名科研机构和企业的50余位锂离子电池先进材料领域的专家和学者,就锂离子正、负极材料,隔膜,电解液以及添加剂等领域最先进的科研成果进行了分享。作为动力锂电池工程实验室一员很荣幸在实验室主任刘老师以及课题负责人夏老师的带领下参加了此次学术界与产业界的“盛宴”。下面我从以下几个方面做简单总结。

一、了解业界最新研究动态

       本次会议主要是来自国内外学术界产业界就新型正负极材料展开学术与工程技术的交流,相关专家和与会者分享其最新研究成果。美国西北太平洋国家实验室刘俊博士的“500Wh 电池开发与挑战”的报告系统介绍了美国能源部支持下汇聚来自美国BrooKhaven、Pacific Northwest等国家实验室;来自加州大学以及来自IBM等公司组成的团队就高镍三元材料、锂金属电池、锂硫电池体系三大方向开展联合研究再关注按比能量的同时更加注重电池安全方面的考虑。本次会议我重点关注下一代锂离子电池新型正极材料研究与应用进展的分会场报告。来自企业界的如巴斯夫的报告介绍当前和新一代锂电池以及未来电池系统开发材料和技术,就正极材料而言提高镍含量以及在新化学材料的局部驱动下,提高上限截止电压提高能量密度的两个手段。在材料合成方面巴斯夫开发出一种综合性的材料合成方法,旨在根据物理特性(如,孔隙率、粒度分布、尺寸和形态控制)以及材料化学特性的调整(如,镍/钴/锰含量和锂/金属的比例控制、表面处理、成分梯度、核心外壳材料和掺杂剂)来优化材料性能,此外巴斯夫集团还在开发适于正极颗粒的超薄和均匀涂层技术,通过涂层保护正极表面,并抑制电解液的副反应来降低电压降。此外巴斯夫拥有一系列先进的分析方法来支持电池材料的开发。例如,包括但不限于原位气体压力测试与分析,用于结构分析的原位XRD。巴斯夫通过其电池和电化学研究网络的研发设施。

       针对我们正在研发的富锂锰基正极材料除了我们刘老师做了介绍外诸位专家分别从不同角度做了详细的阐述,加州大学额额圣地亚哥分校孟颖教授就他们团队在富锂层状氧化物电压降问题做了阐述就NCM及NCA孟老师观点电压降问题是个体相问题。此外专家们还就Al离子掺杂对富锂层状材料的结构与电化学性质的影响,以及控制晶向生长法合成分级多孔材料、表面尖晶石包覆等介绍了富锂材料的改性研究。

       此外,专家们还就与会尖晶石镍锰酸锂正极材料合成方法改进与对比,哈工大王振波教授镍锰酸锂材料中的三价锰和杂质含量不仅仅与煅烧和退火条件有关包覆比如由于前驱体形貌不同,使得在煅烧时要形成镍锰酸锂,镍锰元素需要扩散的距离不同,最终导致产物中镍锰分布不均匀因此三价锰和杂质含量。连芳教授在高电压锰基尖晶石材料研究中

       除了采用表面B包覆方式以外,合成过程中对材料进行全梯度控制构筑内部Fd-3m表面 P4332 的异质结构的倍率性能有优异的尖晶石镍锰酸锂材料(在10C高倍率下容量达到144 mAh/g)。

 

二、交流、推介

       作为会议承办方,我们动力锂电池工程实验室刘老师夏老师在会上做了相关报告之外,我们实验室相关技术石墨烯产业化技术——宁波墨西科技和新一代动力锂电池正负极材料产业化技术——宁波富理电池材料科技有限公司作为参展会商参与交流。会议间歇作为工作人员介绍公司相关产品重点与上海奥威科技开发有限公司杜连欢研究员就富锂锰基正极材料和镍锰酸锂正极材料研发进展做交流。向欣旺达电子等相关公司做了材料方面的推介。此外这次会议很多厂家对硅碳负极材料的需求较大,很多厂家都希望能有硅碳材料能够立马能用上。

 

三、参会收获

         通过此次参会重点有以下几点收获:

  1. 可以看出我们在新一代正负极材料基础研究方面具有很大的优势,就正极材料而言我们的LMP材料市场需求大且我们的材料比竞争者如台湾泓辰在一次颗粒控制性能方面都有优势。高温型LMO受原材料价格影响市场需求较大,我们的富锂锰基方面正极材料无论在基础研究产业化开发都处于业内领先地位。
  2. 怎样发挥好优势比如LMO、LMP怎样变成商品,怎样使我们富锂锰和硅碳尽快由更大突破出产品真正打消业界对新材料尤其是业界很多人富锂锰基正极材料不能产业化的疑虑这需要我们研发人员不忘初心,继续前进;进一步注重基础研究与产业化开发相结合。始终保持先进,引领新一代锂电池材料产业革命。
  3. 注重细节尤其是前驱体合成过程怎样从材料性能回归到前驱体的的研发,再出发从根本上解决富锂前驱体存在的问题,从优质前驱体出发到优质稳定的富锂锰基正极材料