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新一代鋰電池材料鎳酸鋰的合成獲重要突破

www.sail-shipping.com 來(lái)源：科報(bào)網(wǎng)　　　電動(dòng)車(chē)商情網(wǎng) 作者：俠名類(lèi)別：電動(dòng)車(chē)維修時(shí)間：2004-11-27

最近，一項(xiàng)重要的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的復(fù)合金屬氧化物材料合成技術(shù)在北京被成功地應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，新一代鋰離子二次電池正極材料鎳酸鋰開(kāi)始正式投入生產(chǎn)。這項(xiàng)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的技術(shù)是4年前從海外歸來(lái)的其魯博士領(lǐng)導(dǎo)的研究人員繼鈷酸鋰和錳酸鋰之后又取得的一項(xiàng)重要的成果。目前，鎳酸鋰生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力為500噸/年。據(jù)了解，鎳酸鋰的合成與生產(chǎn)是國(guó)際上公認(rèn)的難題，在國(guó)內(nèi)外只有實(shí)驗(yàn)室樣品，沒(méi)有工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，該條生產(chǎn)線的建立填補(bǔ)了國(guó)際上鎳酸鋰規(guī)模化生產(chǎn)的空白，使鎳酸鋰的實(shí)際應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。鎳是一種多價(jià)態(tài)金屬元素，影響鎳酸鋰合成的因素十分復(fù)雜。合成過(guò)程中條件稍有變化就容易生成雜質(zhì)，降低材料的儲(chǔ)能容量。在充放電循環(huán)過(guò)程中，由于雜質(zhì)的存在常常導(dǎo)致材料晶體結(jié)構(gòu)的坍塌，最終會(huì)嚴(yán)重的影響電化學(xué)循環(huán)壽命和安全性。中信國(guó)安盟固利新材料技術(shù)研究院和北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)3年的攻關(guān)，在大量實(shí)驗(yàn)室工作的基礎(chǔ)上，采用獨(dú)特的合成方法和綜合多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制了適合于鎳酸鋰生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了鎳酸鋰的規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。鋰離子電池作為一種高能二次電源，在過(guò)去短短的10年中，取代了傳統(tǒng)的鎳鎘與鎳氫二次電池，目前已經(jīng)成為移動(dòng)電話、筆記本電腦、便攜式攝像機(jī)、DVD、CD以及MD等小型移動(dòng)電子產(chǎn)品的主要應(yīng)用電源，對(duì)推動(dòng)電子與通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了重要的作用。但是到目前為止，鋰離子電池的正極材料主要采用的是鈷酸鋰。鈷酸鋰具有較高的容量和較長(zhǎng)的使用壽命，雖然已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用，但鈷是屬于戰(zhàn)略性資源，在中國(guó)未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模有開(kāi)采價(jià)值的鈷礦，鈷資源基本依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，且鈷酸鋰在充放電過(guò)程中熱穩(wěn)定性差，限制了鋰離子電池在廣泛領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。隨著以電動(dòng)車(chē)用動(dòng)力電池和電力儲(chǔ)藏用電池為代表的大型鋰離子二次電池的迅速發(fā)展，對(duì)正極材料的資源性和安全性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的鈷酸鋰正極材料顯然是難于滿足鋰離子電池發(fā)展的需要，因此必須尋求新一代高比能量鋰離子電池正極材料。由其魯博士及其領(lǐng)導(dǎo)的科研人員合成出的鎳酸鋰具有優(yōu)良的電化學(xué)性能，容量比鈷酸鋰材料高20%%以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，因?yàn)榻?jīng)化學(xué)元素?fù)诫s處理后得到的鎳酸鋰晶體結(jié)構(gòu)在充放電狀態(tài)時(shí)穩(wěn)定，所以由該材料制作的鋰電池不僅循環(huán)性能優(yōu)越，安全性能良好，而且還具有良好的倍率充放電性能。此外，由于所合成的材料顆粒呈球形，粒度分布范圍窄，振實(shí)密度高，比表面積小，適合于制作各種類(lèi)型的鋰離子二次電池。地球上已探明鎳的資源儲(chǔ)藏量是鈷的數(shù)十倍以上，鎳元素對(duì)自然環(huán)境的毒性也遠(yuǎn)小于鈷元素，因此，無(wú)論是從資源的豐富程度還是從對(duì)環(huán)境的影響角度考慮，用鎳酸鋰取代現(xiàn)在的商品鈷酸鋰，對(duì)于解決未來(lái)(Futura)的資源、能源與環(huán)境污染問(wèn)題具有重要的意義。中國(guó)具有比較豐富的鎳資源，在這一基礎(chǔ)上發(fā)展新一代的鋰離子電池正極材料鎳酸鋰意義尤其重大。鎳酸鋰生產(chǎn)線的建立，對(duì)充分利用我國(guó)的鎳資源，中國(guó)鋰離子電池正極材料逐漸擺脫原材料完全依賴進(jìn)口的局面，從而可以加速開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能鋰離子電池，拓寬鋰離子電池的應(yīng)用范圍，帶動(dòng)我國(guó)與能源相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展都將會(huì)產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。由其魯博士及其研究人員開(kāi)發(fā)的鎳酸鋰生產(chǎn)線的建立，表明我國(guó)鋰離子電池正極材料的研究已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，我國(guó)已進(jìn)入能源材料領(lǐng)域發(fā)達(dá)國(guó)家的行列。

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