锂离子电池发展的前瞻——第14届国际锂电池会议评述(2)

了解锂电池研发的热点所在，掌握研发的发展方向，是这次 I B 1 ML -4会议的主要目的之一。本文作者通过对会议论文的统计分析，以期从一个侧面了解锂电池发展的趋势。 本次 I B 1会议共收到论文 69篇，中大会口头报 ML - 4 1其告 8篇， 2其余为墙报交流。大会报告分为总论、纳米材料、 电池和薄膜电池等。纳米技术在锂电池方面的应用也是本次会议的热点，近 7论文内容与纳米技术有关。锂离有 0篇子动力电池在本次会议上受到广泛的关注，相关的正负极材

负极材料、正极材料、电解质与新电池体系、新基础研究、动力电池和电池安全性等共 8个部分。详细统计情况参见表 3。某些论文很难准确分类，因此表 3只是粗略的统计结果，欲了解详细信息，请查阅会议论文集]。 从表 3可知，锂离子电池正极材料的研究热点主要是磷酸铁锂，论文数占正极材料论文数的近 1 3其余热点为尖晶/,石锰酸锂、镍锰钴氧三元金属复合氧化物和钴酸锂等锂材料。

料、电解质及动力电池的制备技术均是研发的热点。锂离子电池的安全性同样是关注的热点。 现就各主要方面的研究情况介绍如下。

1锂离子电池正极材料磷酸铁锂是本次会议的最大热点。制备方法主要为固 相法、溶胶.凝胶法、法和超临界水合成等。提高磷酸铁球磨是改善磷酸铁锂导电性的主要手段。

负极材料的研究主要集中在锡基材料、硅基材料、复合锂导电率的手段主要是复合碳，采用不同的碳源和制备

方法材料和石墨材料等方面。电解质的研究主要集中在固态聚

合物电解质、凝胶聚合物电解质、质添加剂、子液体电电解离解质和特种功能电解质等方面。新电池体系主要有锂硫电池、水溶液电解质锂离子电池、空气电池、固体电解质锂纯

值得关注的是硅酸铁 ( )锰锂可能成为今后的研究热点[6 I B 1论文集中的摘要编号，同] 3,ML -4下。从应用环保和资源两方面的考虑，不含金属的有机 (聚合物 )正极材料正逐

具有较好安全性能的磷 酸铁锂正极材料和具有较高倍率特性和较好循环性能的纳米电极材料是最近的研究热点; 改进 负极材料和电解质, 是进一步改善锂 离子电池安全性能的关键; 优化制备和平衡电池组技术, 是亟待解决的动力电池的关键技术

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第4期步受到人们的关注[] 3。

何向明，:离子电池发展的前瞻——第 1国际锂电池会议评述等锂 4届米技术在 LF P C L2 ei4 C等低导电性正极材料的 ie O/、 i SO/ F制备中，得到了广泛应用[ 2, 3,4, 7,7,8, 9, 27 2 0 22 2 12 6 2 3 3 6 4 0。对其他正极材料而言， 1]纳米技术同样可提高大电流放电能力。如水热法合成的纳米 LC O io 2材料， 0 10 C放电比容量达 1C放电比容量的 9%[6]而水热法合成的纳米 0 25; 4Mn 2 4 O材料， C放电比容量达 2 0mACg 10 C也可 1 5 I,0放出 10mA/ 1 h g的比容量[7] 3 1。在尖晶石型锰基正极材料的制备中，纳米技术不仅提高了活性物质的利用率，因材还料粒径小，减小了 Jh - ee效应，环性能的改善显著， an T lr l循纳米 Ll Mn0 .F -的放电比容量为 13mACg接近理论 i 1 2 3 50 5 _ 9 0 4 I,

1 1无机物型正极材料仍是主导 .

磷酸铁锂是本次会议最大热点。这主要是由于该材料

具有低成本、高安全性和长循环寿命等特点，合了动力锂迎离子电池市场的需求。提高导电性仍是该材料研究的主题。 控制颗粒粒径至亚微米或纳米，以缩短锂离子扩散距离，并结合掺杂或在颗粒表面包覆导电材料，提高电子导电率，被证明是较为有效的方法。 报道的制备方法涉及碳热还原法[ 3,4,6, 8, 2 4 2 9 2 9 20 2 6 3 33 0 3 6 3 4 4 2、 9,3,4,5,6,2]水热法[2,8]溶胶. 27 22、凝胶法[ 2,8,1]沉淀法[2,2,9]水淬冷[ 2] 3 0

3 14 9、 29 3 1 3 9、 4 3和机械球磨[ 1],中碳热还原法仍是研究的重点。因为该方 36等其法可将碳材料所具有的还原作用、抑制颗粒生长和提高导电

比容量，O次循环后，量保持率为 9%[3], i5 8容 8 37。rNo i .Mn 0材料在 3 5~5 0V区间的比容量达 10m I,0¨ 4 . . 3 ACg 5

℃循环性能极佳， 4 且 O c放电比容量为 1C时的 8%以上 0[6] 2 3。纳米技术与碳包覆相结合，可进一步提高倍率放电性能，纳米 LMn0/ i 2 4 C复合材料的 5 O c放电比容量可达05 C放电比容量的 8%[3] . 8 27。

率等效应综合发挥出来。报道的包覆材料有碳、并苯聚 ( AS、纳米管和鲰等[5,6,7,8,9,4,4, P )碳 2 7 2 8 2 6 2 8 22 3 0 3 73 9 3 7 3 94 7 4 7, 5,6,9,1,2]其中，材料是包覆的重点。碳源、碳碳添加量、包覆厚度与均匀度对材料的电性能都有显著的影

为了克服纳米材料密度低、加工性能差等缺点，次会本议报道了采用喷雾干燥与模板技术相结合，制备间隙孔型球状 LF P C的技术， ie O/所制备材料的密度得到了提高，每个微米级球形颗粒都是由纳米尺寸的一次颗粒聚集而成， 1C放电比容量达 10mA/,0C放电比容量可达 1C放电比 5 h g 2

响。掺杂研究的论文也有 1 O多篇，可通过 T、 aB、 1Mg iL、 A、、 z、 r Mn置换部分 F或“, rc和等 e提高材料的导电性和放电性能[5, 6,0,0, 1,2,3, 5,9, 9,2, 2 3 2 0 34 3 5 3 6 3 8 30 3 0 3 6 39 4 9 J

其中 Mg置换部分 F e的效果最好。W l c公司报道制备的 a ne eL( e ) O材料的 2 iF Mg P 4 OC放电容量与 1C放电容量的完全 一

容量的 8%以上，得关注[ 3,1] 5值 2O40。13有机物型正极材料的研究备受关注 .

样[3] 3O。

其他研究论文涉及 N- oMn三元材料【 2,3,4, i - C 2 6 29 2 52 4, 5 2 7, 8, 8 2 5, 9 3 2, 1 3 1— 3 4 3 1 5 2 9, 7 2 1 2 7, 9 2 7, 0 3

4, 5 5, 6,

纳米碳复合聚苯胺、聚三甲基噻酚和聚吡咯等正极材料的倍率特性显著改善。双模板孔状碳/吡咯复合正极材料聚以 0 1A g的电流充放电， ./ 比容量达 8 I;电流提高 0mACg将至 4/, 0A g仍可获得 6 I 1mACg的比容量[ 2] 2 8。碳纳米管阵列/聚苯胺复合电极的 1 0 C放电比容量约为 7 Ah g 0m/, 2 0 C放电比容量仍有 3 Ah g2 7。C型正极材料的 6 7m/[ 6] F电压平台约为 2 2~2 4 V,电比容量可达 80mA/, . .放 0 h g碳

3 8 3 5 3 5 3 63 0 3 14 7 4 94 4、 6,7,8,8,9,9,0,0, 1]尖晶石型锰基材

料[3,3,8, 1, 1,3,3,3,4,7,0,0, 2 52 7 2 5 3 0 3 8 3 2 3 7 39 3 6 3 6 44 4 54 8 4 84 1 4 5 2 0 2 2 2 3 30 3 13 2 4 1、 io 2 o,1,2,2,4, 5,6,0,4,4, 1] LC O【6, 7, 7, 8, 9, 9, 9, 0, 2, 4, 7, 7, 2 5 2 2 2 8 2 9 2 1 2 8 2 9 3 9 3 7 3 5 3 0 3 93 3 4 2、 ii 8 o. Ao 5 22 3 2 13 3 37 32 3 9 8,0 LNo C o1]00[3,4,0,0, 1, 1, J . 5 .

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