2021第二屆下一代電池技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)圖 攝影/電池網(wǎng)張倩

電池百人會(huì)-電池網(wǎng)4月15日訊（陳語 林音 山東棗莊 圖文直播）“電性能、循環(huán)壽命、成本、比功率、比能量和安全性是評(píng)價(jià)鋰離子電池正極材料應(yīng)用潛力的重要因素。”中南大學(xué)教授王海燕表示，高鎳三元正極材料的產(chǎn)能和市場(chǎng)占比正不斷提升，是未來幾年最具潛力的鋰離子電池高能量密度正極材料。

4月15日，在山東棗莊高新區(qū)召開的2021第二屆下一代電池技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用研討會(huì)上，王海燕發(fā)表了題為《高鎳三元正極材料面臨的挑戰(zhàn)及性能提升策略》的主題演講，分享了高鎳三元正極材料面臨挑戰(zhàn)、性能提升策略、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等，電池網(wǎng)選取了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：

“2020年，我國新能源汽車銷量136.7萬輛，新能源汽車的不斷發(fā)展對(duì)鋰離子電池能量密度、成本和安全性提出了更高的要求，而正極材料在鋰離子電池中占據(jù)著極其重要的位置?！痹谕鹾Ｑ嗫磥?，高鎳三元材料優(yōu)勢(shì)顯著，其中NCM811和NCA的單體能量密度能達(dá)到300Wh/kg以上，比較適合目前工業(yè)化體系，是目前設(shè)計(jì)高比能鋰離子電池的首選正極材料。

同時(shí)，從NCM111到NCM811，在相同的能量密度下Co的使用量從0.4Kg/kWh下降至0.09Kg/kWh，能有效降低材料的成本！

但是，高鎳三元材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在諸多瓶頸：循環(huán)穩(wěn)定性差、存儲(chǔ)與使用對(duì)環(huán)境要求高、安全性能差等。王海燕舉例說，陽離子混排嚴(yán)重、晶格畸變和微裂紋、晶格釋氧、界面副反應(yīng)和電解液分解、表面殘余堿含量高、熱效應(yīng)都會(huì)影響高鎳三元材料的安全性。

中南大學(xué)教授王海燕

對(duì)此，王海燕建議，可通過使用B摻雜或優(yōu)化材料制備方法，改性材料表面一次顆粒的微結(jié)構(gòu)，在材料表面形成一層致密層，減少電解液在材料表面向內(nèi)部的擴(kuò)散，能有效抑制電解液對(duì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的腐蝕，提高材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

此外，還可以通過調(diào)控材料合成方法，制備暴露更多優(yōu)勢(shì)晶面的單晶材料，利用優(yōu)勢(shì)晶面的高穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高材料的電化學(xué)和熱力學(xué)性能；通過控制前驅(qū)體合成過程，先制備高鎳前驅(qū)體，然后再在其表面包覆一層低鎳材料，使材料形成一種內(nèi)核高鎳、外殼低鎳的核殼高鎳材料；通過在高鎳材料表層構(gòu)筑一層巖鹽層也有利于提高材料結(jié)構(gòu)和界面穩(wěn)定性。

在高鎳三元正極材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)方面，王海燕認(rèn)為，主要有單晶化方向和超高鎳方向。其中，單晶化的優(yōu)勢(shì)是更穩(wěn)定的界面有利于抑制過渡金屬溶出，均勻的應(yīng)力分布減緩微裂紋，更短的鋰離子擴(kuò)散距離，更優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能；缺陷是產(chǎn)業(yè)化路線暫不成熟，前驅(qū)體要求高。超高鎳方向的優(yōu)勢(shì)一是隨著Ni含量越來越高，容量越高，價(jià)格越便宜；二是燒結(jié)溫度隨Ni含量升高而降低，成本降低。但超高鎳材料制備工藝更復(fù)雜，水分和CO₂控制等儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件更苛刻，鎳含量在90%以上的正極材料研究目前停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

王海燕總結(jié)說，通過材料本體設(shè)計(jì)及合適的元素?fù)诫s和表面界包覆技術(shù)，有望很好解決高鎳正極材料存在的循環(huán)穩(wěn)定性差和安全性差等問題；先進(jìn)材料制備技術(shù)及電池生產(chǎn)加工工藝對(duì)高鎳材料的規(guī)?；瘧?yīng)用有非常重要的影響；以高鎳材料為正極，硅基材料為負(fù)極匹配的高能鋰離子電池或固態(tài)電池在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，仍是產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究重點(diǎn)；國家政策的大力扶持和行業(yè)資源的大量投入，我國的高鎳正極材料及高鎳鋰電池技術(shù)有望趕超世界先進(jìn)水平。

（以上觀點(diǎn)根據(jù)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)嘉賓發(fā)言整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）

【2021第二屆下一代電池技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用研討會(huì)】

4月15日，由棗莊國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、電池網(wǎng)主辦的2021第二屆下一代電池技術(shù)與市場(chǎng)應(yīng)用研討會(huì)順利召開，來自電池、新能源產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)核心企業(yè)代表、科研院校專家、研究機(jī)構(gòu)領(lǐng)軍人物、媒體代表等近150位嘉賓齊聚山東棗莊，共議鋰電池產(chǎn)業(yè)的升級(jí)之路、固態(tài)電池的量產(chǎn)之路、燃料電池的商用之路、最具投資價(jià)值的下一代電池技術(shù)等，就下一代電池的產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向進(jìn)行探討。