中國粉體網訊 全球新能源汽車銷量持續增長帶動動力電池出貨大幅增長，對正極材料產生強勁需求。其中，受國內外配套高鎳電池的車型增多以及銷量增長帶動，2021年全球高鎳電池裝機占三元電池裝機的比例明顯提升，帶動高鎳正極出貨大幅增長，并有望在2022年進一步增長。
高鎳三元正極材料雖然被多數科學研究人員和電動汽車行業認為是最具有發展前景的鋰離子電池正極材料，但是實際生產應用和科學研究上，高鎳三元正極材料仍然存在著諸多不足之處。為深度剖析三元技術護城河，由中國粉體網舉辦的“三元鋰電池產業現狀及材料分析”網絡研討會在6月24日8點30準時開始，來自中南大學的杜柯教授、哈工大（威海）松山湖材料實驗室的朱永明教授、英國Surface Measurement Systems公司的石琳琳應用工程師、中南大學的唐有根教授分享了精彩的報告。
題目：鋰離子電池單晶鎳鈷錳正極材料的合成與改性研究
為了追求更高的性能，高鎳三元正極材料的Ni含量不斷增加，但是隨之而來的問題隨之加劇。為了改善材料的性能，來自中南大學的杜柯教授首先跟我們分享了單晶鎳鈷錳三元材料的制備及改性研究。單晶化是針對高鎳三元材料二次顆粒易破碎、粉化，易與電解液發生反應而提出的改性策略。但是常用單晶制備方法：高溫燒結法和熔鹽輔助法都無法避免水洗+二次燒結處理，增大了成本。為此，杜教授實驗室利用碳酸鍶助燒合成單晶鎳鈷錳三元材料，并詳細分析了用此方法制備的三元材料的結構、形貌、電化學性能等不同實驗指標，以及不同助燒劑對材料制備的影響，證實在燒結體系中引入碳酸鍶對促進鎳鈷錳三元正極材料晶面的生長及單晶形貌的形成有十分明顯的作用。
題目：高穩定性高鎳三元正極研究
熱穩定性不佳，高溫環境條件下電化學性能衰退明顯，是高鎳三元材料面臨的難題之一。哈工大（威海）松山湖材料實驗室的朱永明教授從體相摻雜方面入手，跟我們分享了鈮摻雜制備高穩定高鎳三元材料的研究。摻雜可以從微觀上穩定材料結構，改善電化學性能，且操作難度小，改性效果明顯，是較易實現的改性方法。實驗證明1mol%的鈮摻雜為最佳的摻雜方案，鈮元素摻雜可以提高高鎳三元正極材料的循環穩定性。鈮元素對多晶高鎳正極出色的改性效果，為多晶材料的發展提供了可能。
題目：表面能分析在鋰電正負極材料研發項目中的適用性
在電池材料的研發過程中，電池材料性能——熱穩定性會引起材料的結構、物理化學、電化學等屬性發生改變。尤其是備受看好的固態電池，從實驗室規模擴大到工業生產，需要在電極中實現固態電解質、活性物質和碳的均勻分布。材料的表面能對保證材料之間的相容性至關重要，而反氣相色譜法（IGC）是粉體、顆粒和纖維表面能分析最通用和使用最成功的技術。Surface Measurement Systems公司的石琳琳應用工程師給我們詳細介紹了正極材料、負極材料的表面能案例，并介紹了公司的SMS iGC-SEA反氣相色譜系統。
題目：高鎳三元正極材料的改性研究
三元正極材料自從1999年被報道以來，其種類和性能都得到了快速發展！尤其高鎳三元材料優勢顯著，受到了極大關注和廣泛研究。中南大學的唐有根教授分別從三元材料的發展、高鎳三元正極材料面臨的主要問題、高鎳三元材料的改性研究、以及圍繞高鎳三元材料所做的一系列工作，展現了高鎳三元材料的研究熱點，指明了高鎳三元正極材料是高能量密度鋰離子動力電池的發展方向。
整個研討會過程中，針對老師所講，提問熱烈、問答區互動頻頻。
新能源動力汽車的快速發展，對鋰離子電池能量密度、循環穩定性及價格方面提出了更高的要求，高鎳三元材料在提升電動汽車續航里程和降低汽車碳排放方面的優勢明顯。隨著后期高鎳電池成本進一步下降和固態電池產業化提速，高鎳正極材料在未來10年仍將保持高速增長態勢，到2030年全球出貨量有望達500萬噸以上。
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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