发布于：2018/5/28 10:38:27 | 554 次阅读
正极材料改革迫在眉睫
在研讨会上，赵世玺教授表示，当下的“里程焦虑”是阻碍电动汽车发展的关键问题，电池的能量密度在很大程度上决定了电动汽车的单次行驶里程。
当前锂离子电池技术能量密度水平大约在100~150Wh/kg，电动汽车的单次行驶里程如果要达到与传统燃油车相当的500公里，那么电池单体的能量密度就必须要达到300Wh/kg以上。而如果要在2020年达到250Wh/kg，甚至300Wh/kg的能量密度指标，现在商业化应用的正极材料都无法实现。那么正极材料就需要比较大的技术变革，正极材料的选择成为一个十分迫切的问题。
近年来，锂电池相关政策陆续出台推动着产业上下游企业如雨后春笋般成立。目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。赵世玺认为，虽然锂电池正极材料具有广阔的市场，前景十分乐观。但锂电池正极材料还存在一定的技术瓶颈，尤其是它的电容量高与安全性能强的优势还未充分发挥出来。
而实际上，在锂电池正极材料领域，任何微小的技术革新都有可能掀起新一轮的市场拓展，我国企业应加强对正极材料关键技术的研发攻关，取得国际地位，增强竞争力，在国际竞争中取得优势。
研究进展：富锂锰基材料产业化已经成熟
赵世玺教授在演讲中提到，随着应用领域的不断扩展，锂电池性能的提升也越来越显着，而现阶段，碳酸锂等原材料的价格波动制约着动力电池成本的降低。“一直以来，中国的电池路线容易受到日韩的影响，却没有形成自身的路线。”
当前，在锂离子电池正极材料市场，中日韩三国占据统治地位，总共市场份额90%以上。截止2014年，中国正极材料占据市场的份额43.77%，位居，相比2013年有所下降；韩国企业占有率迅速上升到30.56%；同时日本在积极布局动力电池市场，增长明显。中国主要在磷酸铁锂电池领域技术较强，在三元领域相对于日韩有一定的差距，目前国内的三元材料厂家开始发力，稳步追赶日韩巨头。对于正极材料的生产结构，我国以磷酸铁锂、三元、钴酸锂材料为主，日韩以三元材料为主。
赵世玺说，中国锂电行业的同仁不能盲目跟随日韩和欧美，要从基础研发着手，形成自己有独特优势的材料路线。
中国锂电行业应形成独特路线！
“现在高镍三元成为行业的热点，在很大程度上受制于钴材料价格的上涨。”赵世玺说，随着Ni含量的增加，循环性能变差。随着Ni含量的增加材料在充放电过程中发生了多次相变，表面LiOH、Li2CO3增高，热稳定性变差，并且在低温情况下遇到挑战，而富锂层状锰基氧化物正极材料是一种很好的解决方案。
目前，赵世玺团队正在展开对锰基正极材料的研究，提高锰含量对结构和性能的影响，但在研究中发现，富锂锰基正极材料当前面临着结构复杂问题，充放电机理还存在争议，其首圈放电效率、倍率性能、高温性能、全电池性能、长期循环性能和充放电过程中放电电压平台衰减方面的问题有待解决。
赵教授总结，总而言之，从正极材料的选择与技术发展趋势来看，磷酸铁锂正极材料仍然应该支持和发展；尖晶石锰酸锂（镍锰酸锂）作为低成本正极材料，应该有一定市场空间；高镍三元材料虽然具有高容量优势，但不可持续；富锂高锰层状结构正极材料应该被关注和大力推广。
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