1. 鋰電材料技術(shù)

　　正負(fù)極材料

　　鋰電正負(fù)極材料體系非常豐富（圖2），目前，鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳鋰等正極材料研究已趨于成熟。鈷酸鋰材料比容量有200-210 mA·h/g，其材料真密度和極片壓實(shí)密度均是現(xiàn)有正極材料中最高的，商用鈷酸鋰/石墨體系的充電電壓可提升4.40 V，已經(jīng)可滿足智能手機(jī)和平板電腦對(duì)高體積能量密度軟包電池的需求［3］。錳酸鋰原料成本較低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、熱穩(wěn)定性高、耐過(guò)充性好、放電電壓平臺(tái)高、安全性高。適合作為輕型電動(dòng)車輛的低成本電池，但存在理論容量比較低，循環(huán)過(guò)程中可能有錳元素的溶出影響電池在高溫環(huán)境中的壽命等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)錳酸鋰材料主要滿足移動(dòng)電源、電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車市場(chǎng)的需求，有向低端發(fā)展的趨勢(shì)。NCM三元層狀正極材料主要應(yīng)用于動(dòng)力型電池，除鎳、鈷、錳各占1/3 的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在動(dòng)力電池中的應(yīng)用較為成熟外［4］，較高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2也已經(jīng)進(jìn)入批量應(yīng)用，一般與錳酸鋰混合應(yīng)用于電動(dòng)車輛電池。鋁摻雜的鋰鎳鈷氧（NCA）能量密度可接近高電壓鈷酸鋰電池，近幾年電動(dòng)汽車廠商特斯拉將這種電腦電池用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，該材料也可以與錳酸鋰混合用于制造車用動(dòng)力電池，國(guó)內(nèi)NCA前驅(qū)體已形成穩(wěn)定產(chǎn)能，少數(shù)企業(yè)已完成NCA正極材料開發(fā)，處于產(chǎn)品推廣過(guò)程中。磷酸鐵鋰電池安全性高、壽命長(zhǎng)［5］，目前納米化的功率型材料和高密度的磷酸錳鐵鋰材料發(fā)展速度較快，高能量型和高功率型材料的性能趨于穩(wěn)定，成本進(jìn)一步降低，逐步滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和現(xiàn)階段中國(guó)新能源汽車推廣的需要，高電壓尖晶石鎳錳酸鋰和高電壓高比容量富鋰錳基正極材料仍在研發(fā)之中。

　　圖2 鋰離子電池電極材料體系

　　負(fù)極材料

　　可用于動(dòng)力電池的負(fù)極材料有石墨、硬/軟碳以及合金材料，石墨是目前廣泛應(yīng)用負(fù)極材料，可逆容量已能達(dá)到360 mA·h/g。無(wú)定形硬碳或軟碳可滿足電池在較高倍率和較低溫度應(yīng)用的需求，開始走向應(yīng)用，但主要是與石墨混合應(yīng)用。鈦酸鋰負(fù)極材料具有最優(yōu)的倍率性能和循環(huán)性能，適用于大電流快充電池，但生產(chǎn)的電池比能量較低且成本較高。納米硅在20世紀(jì)90年代即被提出可用于高容量負(fù)極［8］，通過(guò)少量納米硅摻雜來(lái)提升碳負(fù)極材料容量是目前研發(fā)的熱點(diǎn)，添加少量納米硅或硅氧化物的負(fù)極材料已開始進(jìn)入小批量應(yīng)用階段，可逆容量達(dá)到450 mA·h/g。但因鋰嵌入硅后導(dǎo)致其體積膨脹，在實(shí)際使用時(shí)循環(huán)壽命會(huì)出現(xiàn)降低的問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。