比克电池：兼顾高电压、低成本、高安全优势，尖晶石镍锰酸锂材料未来可期

2022-11-15 16:19

中国锂电产业逐渐在国际竞争中展示出独有的“中国优势”。如比克电池首席科学家林建博士在2022高工锂电年会所说：“聚焦四大主材，前沿技术的持续突破是提升产业链竞争优势的基础。”

当下，我国已经形成了从材料研发、电池生产、回收利用到设备支撑的全球产业链最全、规模最大的动力电池产业体系，正极、负极、电解液和隔膜四大主材基本摆脱进口依赖，发展日新月异，其中，正负极更是锂电池性能突破的关键所在。

演讲中，林建博士就分享了比克电池在尖晶石镍锰酸锂(LNMO)和新型硅碳、高容量硅氧材料等正负极材料的研究进展。

图:比克电池首席科学家林建博士

商业化使用的锂离子电池正极材料按结构主要分为以三元材料为代表的层状晶体结构、以磷酸铁锂为代表的正交橄榄石晶体结构和以锰酸锂为代表的立方尖晶石晶体结构三类。在高压化的发展趋势下，尖晶石结构的镍锰酸锂材料已成为正极发展的主流方向之一，目前尖晶石结构的镍锰酸锂材料理论比容可达133mAh/g，能量密度可达625Wh/kg，每瓦时成本为0.85元，兼顾高电压、低成本、高安全等核心优势。

据林建介绍，在产业化方面，5V尖晶石镍锰酸锂正极材料在结构和产品性能上还有待优化。对此，比克正通过本体掺杂、包覆、形态控制等方式优化镍锰酸锂材料结构，同时通过添加高电压添加剂及氟代溶剂改善电解液的性能，以克服镍锰酸锂电池产业化难题。目前比克开发的LNMO体系，平台电压高（4.7V）,倍率性能优异，5C放电平台>4V,且材料成本优势明显，可取代LFP和LMO应用在电动工具和储能领域。相信随着正极材料包覆，掺杂技术和高电压电解液的发展，5V尖晶石镍锰酸锂材料会是行业又一大有前途的材料。

提及负极材料，林建重点分析了当前硅碳材料在原料制备、复合技术和材料成本等方面存在的重点问题，并分享了新型硅碳材料的技术优势和研发及市场化进展。高容量硅氧材料也是比克负极材料研发的重点，比克在国内最早将硅用于圆柱电池，目前比克硅氧材料已由一代硅发展到三代硅，首效由77%提升至86%，并采用了先进的补锂技术，正极利用率逐步增加。