提高钴酸锂电池的充电电压可以提高电池的体积能量密度,因此开发下一代更高电压的钴酸锂材料已经成为科研界及企业共同关注的热点。
目前,钴酸锂电池充电截止电压已经从1991年早商业化时的4.20V逐渐提升至4.45V(vs Li/Li+),体积能量密度已经超过700Wh/L。
然而随着充电电压的提高,钴酸锂材料会逐渐出现不可逆结构相变、表界面稳定性下降、安全性能下降等问题,限制了其实际应用。大兴回收钴酸锂回收电池正极材料上门收购
正极材料是锂电池的核心关键材料,各种应用场景对锂电池及其材料在能量密度、输出功率、循环寿命、高温存储和安全性等性能方面提出了越来越高的要求。
(1)是高能量密度的应用。比如数码消费类的手机、笔记本、以及电动汽车等对能量密度的要求很高,需要开发单晶型高电压钴酸锂以及多元材料、高镍含量的多元材料、富锂锰基材料、固态电池关键材料等新型正极材料,同时尽可能提高材料的填充性,从而提高锂电池能量密度。
(2) 其次是高功率的要求,比如、电动工具、混合动力汽车、快充型的电动汽车等等对充放电倍率要求很高,需要缩短锂离子的迁移距离,提升锂离子扩散系数,实现电池的快速充放电。
历时5年完成开发,突破了多项关键技术,已于2015年实现量产,成为行业内兼具高能量和高倍率的钴酸锂正极材料。我们率先开发出了单晶型小颗粒材料的高温固相结晶新工艺;采用多元素协同掺杂技术,大幅提升了材料的大电流充放电能力,同时提高了材料高电压应用的结构稳定性和高温循环寿命;开发了新型Core-Shell/Doping表面修饰技术,稳定材料界面,提升材料循环寿命与高温存储性能。
中国是锂电池及其关键材料的生产和消费大国,国内企业在产业化技术开发、产品迭代开发应用方面基本上处于国际水平,但在基础性研究、原创性技术开发、性专利技术布局等方面还有不小差距,需要加大研发投入,持续提升创新能力,形成具有国际竞争力的自主知识产权的产品技术
在着力部署原始创新的同时,不断加大对产业化技术发展及产品化开发的支持。
建议完善对锂电池及其核心材料技术和产业化的相关支持政策,支持属地企业加大技术开发投入、构建技术优势,扩大业务规模,提高综合竞争力和市场话语权。
强化以支撑属地新能源材料产业发展为导向的技术创新,培育以属地骨干企业为主体的研发平台与创新能力,使之成为区域协同创新的核心,充分利用和协同属地科技资源,打造的新能源材料创新高地和企业集群,做大新能源产业的产值规模
锂离子电池正极材料研究和应用较为广泛的主要为钴酸锂材料、锰酸锂材料、磷酸铁锂材料、氧化镍钴锰锂材料、富锂锰基材料等。
其中钴酸锂材料由于具备加工性能,振实密度大 , 充放电电压平稳、适合大电流充放电,比容量高、产品性能稳定,循环性能和安全性能较好、容易制备的特点,
而被广泛应用于3C产品中,其中3C产品主要是计算机(Computer)、通信(Communication)和消费类电子产品(ConsumerElectronics)三者结合,简称3C产品,比如手机、手提电脑、相机、电子词典,也可以应用于智能穿戴、启动电源和汽车中等
钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,所以先实现商品化。代钴酸锂低压实密度,
多有大约0.55个锂离子能够进行可逆脱嵌,过多的锂离子脱嵌,会造成材料的结构相变、晶格失氧和电解液的氧化分解等,从而使用寿命短,从而被社会淘汰;
2000 年前后的高密度化合成工艺,通过对钴酸锂提高烧结温度和增加烧结次数, 合成出十几微米以上的单晶一次晶粒,将钴酸锂电极的压实密度提高到 4.0 g/cm3以上,二代钴酸锂诞生,使其在小型电池市场的应用被人们更加重视