中国粉体网讯 正负极材料是锂离子电池中的核心关键材料,其直接决定了锂离子电池的能量密度下限,更是占锂离子电池成本的60%~70%。因此加快正负极材料的研发和生产工艺改进,不仅有利于优化锂离子电池的综合性能,还能够改善锂离子电池成本过高问题。
为进一步推动正负极材料的研究与技术进步,由中国粉体网旗下粉体公开课举办的“锂电正负极材料技术创新网络研讨会”于4月13日9:00准时举办,来自西安交通大学的滑纬博研究员、兰州理工大学的李世友教授、国仪量子(合肥)技术有限公司的应用工程师王华强先生、桂林理工大学的覃爱苗教授在此次研讨会中分享了精彩的报告。
滑纬博研究员:层状氧化物正极材料合成机理及失效分析
滑纬博研究员针对层状氧化物正极材料中高镍三元材料和富锂锰基正极材料的合成反应机理、电化学反应机理、结构调控及性能优化三个方面进行了相关报告。
首先,滑纬博研究员从化工过程基本原理出发,结合原位/非原位先进技术,阐明了合成过程中锂/氧嵌入机理、微观结构变化、反应动力学模型以及晶体生长机理。
接着,对于富锂锰基高容量但电压衰减严重的问题,滑纬博研究员从相变热力学、动力学角度出发,讲述了其研究团队在超长期(>1年)的循环过程中所发现富锂锰基材料的结构演变机制,并从微观层面揭示了无钴富锂材料电压衰退过程与非稳态合成反应的内在联系。
最后,滑纬博研究员介绍了钠电正极材料通过颗粒纳米化、均匀碳包覆、构建三维电子传导网络及阴阳离子共掺杂的方法,改善钠离子半径大、扩散慢、能量密度低、低温性能差的缺点。
李世友教授:高比能锂/钠离子电池正极材料研究
李世友教授结合其团队十多年的研究经验,从研究背景出发,在高电压正极材料及电解液体系开发、高镍三元正极材料改性策略、富锂锰基正极材料电压衰退及温度敏感性研究、层状氧化物钠电正极材料电化学掺杂改性策略四个方面进行了详细报告。
李世友教授介绍,正极材料的高能量密度主要取决于工作电压及比容量,在提高正极材料电压的同时,其适配问题便是电解液在高电压下易氧化的问题,李教授从形貌控制、离子掺杂、单晶晶面调控等方面来构建高电压正极材料及电解液体系。
随后,对于高镍三元正极材料的改性策略,针对阳离子混排、界面副反应、晶格氧释放、晶格畸变和微裂纹等问题,李世友教授提出通过熔盐辅助高温煅烧法以及固相烧结法并进行包覆改性的方法,并介绍了其性能优势。
对于富锂锰基正极材料电压衰退及温度敏感性的研究,李世友教授通过电压分辨原位电化学阻抗分析、界面破损情况及副产物分析、结构与形貌分析阐述了团队的研究结论。
最后,李世友教授重点介绍了氟掺杂改性层状氧化物钠电正极材料的相关研究。
王华强工程师:国仪量子气体吸附技术在锂离子电池领域中的应用
国仪量子(合肥)技术有限公司是国内著名高新技术企业,也是国内气体吸附仪行业极具影响力的集科研、生产、销售为一体的仪器生产企业。在国内率先推出,并集完全自动化、智能化、高精度、高稳定性及高性价比于一体的BET比表面及孔径分析仪、真密度/开闭孔率测定仪、高温高压气体吸附仪等设备。
王华强工程师从国仪量子气体吸附技术在电池行业表征中的应用、气体吸附技术原理、国仪量子气体吸附仪在电池行业表征应用案例三个方面进行了精彩报告。
首先,王华强工程师从电池材料的物性参数对性能的影响及标准参数进行了介绍。
对于气体吸附技术原理,王华强工程师也进行了详细介绍。
最后,王华强工程师对于国仪量子的气体吸附仪器,并结合其实景应用案例进行了详细介绍,包括针对企业端的动态色谱法比表面积测试仪、针对学术研究及企业研发的静态法比表面积测试仪、TP系列高能型号的比表面及孔径分析仪、真密度测试仪、高性能微孔分析仪。
覃爱苗教授:生物质硬碳锂/钠离子电池负极材料研究
覃爱苗教授从当下锂/钠离子电池负极材料研究背景展开,详细的介绍了生物质硬碳负极材料,并从其团队近年来的研究内容展开,详细讲解了所研发的剑麻纤维/甘蔗渣基碳锂离子电池负极材料和剑麻纤维基碳钠离子电池负极材料,并对锂/钠离子电池负极材料做出展望。
首先,覃爱苗教授从锂/钠离子电池负极材料的选取规则出发,对生物质硬碳负极材料种类、特点及钠电负极相关企业进行了概述,并对各种生物质负极前驱体制备的硬碳负极进行了性能比较。
对于剑麻纤维/甘蔗渣基碳锂离子电池负极材料的研究,覃爱苗教授从选取原因、性能及改性方法做出了详细报告。
而对剑麻纤维基碳钠离子电池负极材料,覃爱苗教授详细讲解了对其的形貌调控、性能表征及改性制备流程。
最后,覃爱苗教授也表达了自己对未来钠离子电池和锂离子电池发展及应用趋向“珠联璧合”的展望。
(中国粉体网编辑整理/生鱼)
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