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石墨類鋰離子電池負極材料發展遭遇瓶頸

   2012-08-29 中華石化網中國化工報

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占全球市場97%的石墨類鋰離子電池負極材料發展遭遇瓶頸,為滿足下游需求,未來鋰電負極材料開發應走向多樣化,主要向高性能(高比容量、高充放電效率、高循環)和高安全性、低成本發展。在8月23~25日于青島召開的2012中國鋰電負極材料研討會上,與會專家提出了上述觀點。

石墨類鋰電負極材料雖然工藝相對成熟,但受結構特性制約,其比容量已達到極限,無法滿足大型動力電池所要求的持續大電流放電要求。世德南化投資管理(上海)有限公司中國區總經理陳衛表示,鋰離子電池的很多性能都取決于負極材料,如充放電效率、壽命長短等,未來要取得突破,新型負極材料開發至關重要。

北京低碳清潔能源研究所專家薛嘉漁博士強調,近來發生的電動車著火事故,讓電池的安全性問題成為關注焦點,今后負極材料要同時關注高性能和高安全性。

目前,鈦酸鋰、硬碳與其他非碳負極材料形成的復合材料以及硅、錫等多種新型負極材料已引起人們關注。

薛嘉漁指出,鈦酸鋰(LTO)是新興鋰電池負極材料的代表,其電化學勢高達1.5V,是最安全的負極材料。其循環壽命可達20000次,65℃高溫循環達到8000次。更值得一提的是,LTO一般不會生成固體電解質界面膜,十分有利于大電流放電,可提高電池循環壽命和高低溫性能。常規電池-20℃下只能放出20%的能量,而LTO材料在-40℃時仍然能放出40%的能量,且大電流放電效果很好。如果LTO電池比容量提升、價格下降,將超越磷酸鐵鋰電池,這也是LTO負極材料未來技術發展方向。陳衛補充說,鈦酸鋰原料成本并不高,要降低總成本,企業應該在設備、工程、質量控制上下功夫。

薛嘉漁表示,硬碳材料的壽命、動力及安全性均不錯。其微孔結構有利于鋰離子的運動,可以快出快充,對功率型應用十分有利。不過,硬碳價格較高,應用受限。

此外,湖南摩根海容新材料有限責任公司研發工程師謝成德表示,海容目前已對石墨和硅、錫、碲等材料進行了復合研究,未來一兩年將會有成熟的產品推出。

本次會議由上海亞化咨詢公司主辦,80余名高校和科研院所專家及國內外企業代表參加了會議。

 
 
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