2013中国锂电池正负极材料发展论坛在天津召开

本刊讯 4月8～10日，由中国物理电源行业协会主办的“2013中国锂电池正负极材料发展论坛”在天津顺利召开。本次会议得到国内外锂电池产业界与学术界的积极响应，收到会议论文 50余篇，中科院物理所陈立泉院士、防化研究院第一研究所杨裕生院士以及来自清华大学、武汉大学、台湾工研院、台湾大同大学、厦门大学以及德国BASF、日本索尼、上海杉杉科技、比克、力神、比亚迪等单位的多位专家作了主题报告，并与来自锂电池材料生产、研发、设备等企事业单位的300多名代表共同就我国锂电池正负极材料的关键技术、产业现状及未来发展预测等进行了深入探讨。

2012年世界锂离子电池市场同比增长超过 8%，预计2020年将在2010年的基础上翻一番，届时电动车动力锂离子电池市场份额将会呈现明显增长。有关分析表明，小型用电产品（手机、笔记本电脑、平板电子产品、医疗器件、数码电子产品等）市场的持续增长对锂离子电池比能量的提升及成本提出更多要求，提升LCO、NMC与LMO系列材料性能及规模生产的稳定性十分必要，同时加速硅基负极材料的开发、生产与应用。为适应动力及储能（电动工具、电动自行车与电动汽车以及储能系统等）市场持续发展对锂离子电池提升比能量、延长寿命、降低成本、保障安全等要求，以LiFePO4及LMO材料为基点，在寻求其性能改善、稳定生产与扩展应用的基础上，加快NMC系列产品的大规模生产与应用，同时加快新型高电压、高容量正负极材料的开发与应用，以实现2015年电动车动力电池模块比能量150 W·h/kg的目标等。

LiFePO4正极材料依然是我国锂电池界关注的热点之一，力神、比亚迪与日本索尼等公司分别在报告中介绍了其采用该材料制作的电池具有的性能，比能量都超过了110 W·h/kg。针对该材料制备技术的改进，清华大学提出了溶剂热法实现 LiFePO4结构调控，浙江金马公司提出了粒径可控的 LiFePO4/C工业化制备，为生产过程中提高一致性水平和降低成本提供了参考与借鉴。此外，台湾大同大学吴溪煌教授制备的 LiFePO4/Li3V2(PO4)3复合材料及韩国汉华公司制备的碳纳米管-LiFePO4复合材料，均可显著提高电池的比能量或比功率等特性。

围绕NMC应用的电池安全与价格高昂等问题，金和源公司在其原有NMC材料基础上，提出了新型镍锰复合正极材料的设计思路。在提高比能量方面，层状过渡金属氧化系列中超过160 mA·h/g的高镍含量NMC（532、622与811）材料，5 V高电压LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石材料系列，超过 200 mA·h/g高比容量富锂层状氧化物材料，壳核结构梯度正极材料以及壳核结构的 NCM712材料等的研究开发均取得了显著成果。同时正在发展橄榄石结构其它金属取代 Fe的高电压材料，如厦大杨勇教授研究的5VLi2CoPO4F、中科院宁波材料所开发的 Li2MnPO4和加拿大Clariant公司的LMFP材料等。其中，宁波材料所夏永高采用LMP制备的18650电池，容量为1100 mA·h，工作电压3.9 V，循环了200次，容量保持在85%以上。

负极材料方面，硅基材料的开发与应用正在加速，中国电子科技集团公司第十八研究所刘兴江教授等开发的Si-SiO2-C电极材料，可逆容量超过700mA•h /g；杉杉科技开发的Si/SiOX@C/G（500～900mAh/g）已投入中试生产，正在开发的还有Si@SiOX/C以及创新的多孔泡沫Si材料。

此外，艾新平教授的报告中论述了锂硫与锂空气体系的研究，而中国电子科技集团第 18研究所丁飞博士的报告，则从理论上提出了一种避免金属锂枝晶沉积的新机制——“基于自愈合静电壳层理论的锂电极无枝晶沉积”。这一机制首先在实验和计算上获得实现和证明，它不仅可以应用于锂电池体系，在其它涉及金属沉积的化学体系和储能装置中均有意义。

本次论坛还就“如何把握与推进我国锂电池电极材料技术与产业发展”设立了专题讨论会，并得出以下观点：①以满足小型电子产品持续增长与提高电池比容量特性的要求为目标，通过改进产品性能，完善生产技术，实现我国锂离子电池用LCO、LMO、NMC与碳负极（天然石墨、人造石墨，MCMB碳等）关键材料研制持续发展，规模化、质量控制以及产品性能位居世界前列，获得公认的名牌称号。②以满足我国电动车中期发展需求为目标，通过技术进步，实现我国动力锂离子电池用LFP、LMO/NMC、MNC系列正极材料以及LTO负极材料的稳定生产与成本降低；其中MNC系列正极材料与石墨组合是实现2015年动力电池模块达到150 W·h/kg的基本材料体系；同时对该类材料应用中的安全性研究要予以高度重视。③瞄准实现锂离子电池200～300 W·h/kg的目标，继续加强高比特性正负极材料的开发、生产与应用，包括高电压/高比容量的富锂层状氧化物（含壳核结构材料），镍锰高电压尖晶石，橄榄石结构 LCP、LMP或其复合物等正极材料以及硅基负极材料。④针对实现电池达到 300 W·h/kg以上的中长期目标，继续开展锂硫、锂空气等新型材料体系的基础研究与技术发展研究等。