中國(guó)粉體網(wǎng)訊 隨著新能源汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速發(fā)展,，固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的重要方向之一,，其正極材料的研究和應(yīng)用將受到越來越多的關(guān)注。
正極材料作為固態(tài)電池的重要組成部分,，其性能直接關(guān)系到固態(tài)電池的能量密度,、循環(huán)壽命、快充性能等關(guān)鍵指標(biāo),。通過開發(fā)新型高電壓,、高比容量的正極材料，提高固態(tài)電池的能量密度,。
目前固態(tài)電池正極材料主要沿用高鎳三元路線,，正在向超高鎳、富鋰錳基,、高壓尖晶石鎳錳酸鋰等高能量密度的新型材料迭代升級(jí),。這些材料在能量密度、電壓平臺(tái)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì),，但各自也存在一些挑戰(zhàn),。
高鎳三元材料具有高能量密度和較好的循環(huán)性能，被廣泛應(yīng)用于半固態(tài)和全固態(tài)電池中,。特別是超高鎳三元正極材料（如9系超高鎳）,，其克容量有望達(dá)到215mAh/g左右，與石墨負(fù)極搭檔時(shí),，平均電壓穩(wěn)定在3.62V左右,。
富鋰錳基電壓窗口寬，常壓下循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)于其他商業(yè)化正極,，高壓放電比容量可達(dá)250mAh/g以上,，與硅碳負(fù)極匹配，電芯能量密度有望超越400Wh/kg,，且其為低鎳高錳正極,，低瓦時(shí)成本媲美磷酸鐵鋰,。但富鋰錳基電子電導(dǎo)率極低 ，高壓下循環(huán)過程中易發(fā)生尖晶石相變,，且高壓電極/電解質(zhì)界面副反應(yīng)嚴(yán)重,，面臨倍率性能差、首次庫(kù)倫效率低(<80%),、循環(huán)容量及電壓衰減等難點(diǎn),，短期無(wú)法單一使用，可與現(xiàn)有三元,、鈷酸鋰,、磷酸鐵鋰等正極混合降低電壓，提早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,。
鎳錳酸鋰為尖晶石結(jié)構(gòu),，穩(wěn)定性優(yōu)于層狀氧化物，且具有三維Li+擴(kuò)散通道,，倍率性能良好,。鎳錳酸鋰以鎳均勻取代錳酸鋰中25%的錳，工作電壓高達(dá)4.7V,，使比能量超越635Wh/kg,，接近三元，遠(yuǎn)高于鐵鋰,，且其為低鎳無(wú)鈷二元正極,，成本優(yōu)勢(shì)顯著。鎳錳酸鋰的難點(diǎn)在于材料電壓平臺(tái)過高而導(dǎo)致正極界面不穩(wěn)定,，可通過金屬摻雜,、氧化物包覆及鐵鋰、三元正極復(fù)合等路徑解決,。
產(chǎn)業(yè)化方面,，多家企業(yè)已經(jīng)出貨并投入實(shí)際應(yīng)用。其中,，五礦新能（原長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科）在固態(tài)電池方面與行業(yè)內(nèi)主流電池企業(yè)均有緊密的技術(shù)合作,，已有正極產(chǎn)品進(jìn)入多家固態(tài)電池企業(yè)評(píng)估驗(yàn)證，并已向某固態(tài)電池企業(yè)提供百公斤級(jí)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)線試制,。
針對(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù),、材料,、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問題,，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè),，科研院校,，以及電動(dòng)車,、儲(chǔ)能、特種應(yīng)用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái),，開展產(chǎn),、學(xué)、研合作,，共同推動(dòng)行業(yè)發(fā)展,。屆時(shí)，來自五礦新能源材料（湖南）股份有限公司研發(fā)部副部長(zhǎng)白立雄將作題為《固態(tài)電池正極材料發(fā)展與現(xiàn)狀》的報(bào)告,。
專家簡(jiǎn)介：
白立雄,，五礦新能源材料（湖南）股份有限公司副主任研究員，北京科技大學(xué)博士,。固態(tài)電池方向從事研究工作多年,，研究?jī)?nèi)容包含:多種固體電解質(zhì)開發(fā)(聚合物、凝膠態(tài),、氧化物,、硫化物等)、固態(tài)電池正極材料開發(fā)(高電壓,、三元等),、界面優(yōu)化(固態(tài)電池界面緩沖層、界面匹配等),、固態(tài)電池?cái)?shù)據(jù)庫(kù)搭建,。多次參與固態(tài)電池相關(guān)的國(guó)際合作項(xiàng)目等。現(xiàn)階段,，負(fù)責(zé)與多家車企,、科研院所合作開發(fā)固態(tài)電池正極材料項(xiàng)目，推進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。
參考來源：
1.李泓,、陳立泉《固態(tài)電池關(guān)鍵材料體系發(fā)展研究》
2.東莞證券《固態(tài)電池專題報(bào)告：下一代鋰電池，產(chǎn)業(yè)化前景漸明朗》
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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