中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展-資料下載頁(yè)
2025-06-28 23:23本頁(yè)面
【正文】 度、工藝特性、離子電導(dǎo)率，從而保證鋰電池的安全。 圖9 上海復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系新能源與材料實(shí)驗(yàn)室教授吳宇平圖10 三明治結(jié)構(gòu)的GPE新型聚陰離子型正極材料 目前，國(guó)際上相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在進(jìn)行替代磷酸鐵鋰的化合物材料的研究。據(jù)廈門(mén)大學(xué)固體表面物理化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電化學(xué)技術(shù)教育部工程研究中心教授楊勇介紹，研發(fā)新型高能密度的聚陰離子型正極材料，尤其是鐵、錳體系的聚陰離子型正極材料可能是今后5～10年電池材料研發(fā)的重要方向。 聚陰離子型正極材料包括：陰離子基團(tuán)(PO4SiO4BO3SO42)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與過(guò)渡金屬離子配位，進(jìn)而形成的嵌鋰材料，常見(jiàn)的材料體系包括磷酸鐵鋰、硅酸鐵鋰等；通常的層狀或尖晶石型材料可認(rèn)為是O2離子所堆砌，并且與過(guò)渡金屬離子配位（Mn+），進(jìn)而形成的嵌鋰材料。 聚陰離子型正極材料的特點(diǎn)為，可實(shí)現(xiàn)陰離子調(diào)控、設(shè)計(jì)；熱穩(wěn)定性高，安全性能好；原材料價(jià)格低，清潔環(huán)保。 楊勇還指出了磷酸錳鋰及相關(guān)材料目前面臨的主要問(wèn)題：材料充放電倍率及循環(huán)穩(wěn)定性，而這其中涉及到如何抑制3價(jià)錳離子的結(jié)構(gòu)畸變，及導(dǎo)致的歧化反應(yīng)與隨之的錳離子溶解問(wèn)題，如摻雜或包覆。 在硅酸鹽正極材料的研究中，已經(jīng)證明硅酸鐵鋰碳復(fù)合材料具有高倍率及高穩(wěn)定性，今后可能會(huì)進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。硅酸錳鋰碳復(fù)合材料可以獲得220mAh/g的容量（恒正科技董明提供的最新數(shù)據(jù)是350mAh/g）。但材料易于非晶化，循環(huán)性能不夠好。通過(guò)鐵錳互摻雜，可明顯提高硅酸鐵錳鋰的循環(huán)性能及容量。不過(guò)，要商用仍有一段距離。 硅酸鹽材料的多相結(jié)構(gòu)并存及相互轉(zhuǎn)化可能是其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的一個(gè)原因。如何通過(guò)材料的改進(jìn)提高其循環(huán)穩(wěn)定性及電壓，仍需進(jìn)一步研究。 此外，氟代聚陰離子型電極材料體系，如氟代磷酸鈷鋰、氟代磷酸釩鋰、氟代磷酸鐵鋰、氟代磷酸釩鈉等材料，也是未來(lái)的開(kāi)發(fā)對(duì)象。由于氟的電負(fù)性比氧大，因此電壓可有一定提升；另外，氟離子的引入需要正電荷的補(bǔ)償，如2或3個(gè)以上的鋰，故容量也會(huì)有較大提高。 楊勇表示，今后發(fā)展原創(chuàng)型電極材料體系需要多學(xué)科進(jìn)行下述方面的合作：在理論及實(shí)踐上尋找新型電極材料體系，及與之相對(duì)應(yīng)的電解液體系；尋找新型合成方法；進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，從界面與體相過(guò)程剖析電極衰退的原因。（記者 恩平）6 / 6
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