中國粉體網訊 隨著新能源汽車的普及，政策和市場對電動汽車在續航里程、使用壽命、安全性、成本等方面的要求也越來越高。而目前動力電池的發展正處于瓶頸期，能量密度等各項指標正在接近極限。新型材料的研發和應用，是打破動力電池技術障礙的突破口。在此背景下，由中國顆粒學會能源顆粒材料專委會聯合中國粉體網主辦的“2018第二屆能源顆粒材料制備及應用技術高峰論壇”（9月27-28日，南京），將邀請福建師范大學童慶松教授為我們詳解《新型鋰電材料及提升電池性能的高效創新技術》。
專家簡介：
童慶松，福建師范大學化學與化工學院教授。福建師范大學化學與材料學院教授(3級)，化學工程與技術一級碩士點第一帶頭人，福建師范大學鋰離子電池研發的創始人。研究領域現代電化學研究方向，主要研究鋰離子電池相關材料及附件。從事堿性鋅錳電池電極材料、燃料電池催化劑、電鍍、納米材料的制備、結構及性能表征等研究工作。擔任中國有色金屬學報、電池、福建師范大學學報等多個雜志審稿員。受到國內多個全國性協會擔任理事、常務理事的邀請。曾任美國科學促進會、美國電化學學會的會員。
材料是動力電池產業進步的基礎。動力電池技術進步，主要來自關鍵電池材料創新研究與應用進展，通過新材料的開發進一步提高電池性能，提高質量、降低成本、改善安全性。根據國家規劃，明確到2020年動力電池單體能量密度達到300Wh/kg以上。在目前動力電池材料體系中，高鎳三元材料雖然能量密度較高，但綜合安全性以及成本問題，還不是理想材料。而硅碳負極材料雖然有助于能量密度的進一步提升，但是仍不能在現有體系下實現質的飛越。總體來說，電池能量密度的突破仍然有待于新型材料的研發。
富鋰錳基正極材料
富鋰錳基作為正極材料的優勢有：能量密度高、主要原材料豐富。但由于開發時間較短，目前富鋰錳基存在一系列問題：首次放電效率低；材料在循環過程析氧，帶來安全隱患；循環壽命差；倍率性能偏低。目前解決這些問題的手段有包覆、酸處理、摻雜、預循環、熱處理等。
石墨烯負極材料
石墨烯的克容量較高，可逆容量約700mAh/g，高于石墨類負極的容量。另外，石墨烯良好的導熱性能確保其在電池體系中的穩定性，且石墨烯片層間距大于石墨，使鋰離子在石墨烯片層間擴散通暢，有利于提高電池功率性能。但由于石墨烯的生產工藝不成熟，結構欠穩定，導致石墨烯作為負極材料仍存在一定問題，如首次放電效率較低；循環性能較差；價格較高，明顯高于傳統石墨負極。所以石墨烯將率先作為正負極添加劑在鋰離子電池中使用。
碳納米管負極材料
碳納米管是一種石墨化結構的碳材料，自身具有優良的導電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化作用較小，可提高電池的大倍率充放電性能。但碳納米管直接作為鋰電池負極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題�？梢岳闷洫毺氐闹锌战Y構、高導電性及大比表面積等優點與其它負極材料復合從而作為載體來改善其他負極材料的電性能。
涂覆隔膜
隔膜對鋰電池的安全性至關重要，這要求隔膜具有良好的電化學和熱穩定性，以及反復充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。其作用是：提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路；涂覆材料熱傳導率低，防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。
高電壓電解液
提高電池能量密度是鋰電池的趨勢之一，目前提高能量密度方法除了開發新型正極材料之外，另一種是提高傳統正極材料的充電截止電壓。正極材料的電壓提升后，需要與之配套的高電壓電解液，添加劑對電解液的高電壓性能起到關鍵性作用，其成為近年來的研發重點。
