项目概述:从手机,电脑,到助动自行车,电动汽车等等,锂电池不仅已深入到了人们的生活之中,而且将在环保和降低绿室气体排放防止地球温暖化上发挥重要的作用。锂电池中的正极材料的主流一直是钴系氧化物。因为钴不仅昂贵,而且货源不稳定,所以无钴正极材料的开发实用是电池业的长期以来的宿愿。正极材料从第一代LiCoO2到刚刚投入使用的第二代LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和LiNi0.8Co0.2,一步一步地趋向无钴正极材料,但新一代高容量无钴正极材料还么没有实现。虽然尖晶石锰酸锂已在实用,但是由于其放电容量低(小于120mAh/g),限制了该产品的用途扩展。
本项目提供新一代高容量无钴锂电池正极材料LiNi1/2Mn1/2O2。同第二代LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2和LiNi0.8Co0.2正极材料相比,这个产品在2.5—4.3V的电压范围内的放电容量较小。本项目通过控制中间产物及合成条件有效地解决了这个问题。本项目包括二个过程。一是用共沉法合成单一组成的中间产物,然而用这个中间产物合成高性能LiNi1/2Mn1/2O2。中间产物及其合成过程有以下特点。共沉可直接得到单一组成的镍锰氧化物,或烧成后得到单一组成的镍锰氧化物。共沉产物的分散性好,非常易过滤,干燥后不结块不用粉碎。比表面积大(大于130m2/g),反应活性大。用这个中间产物与锂化合物反应可合成高性能LiNi1/2Mn1/2O2。通过控制烧成温度和温度制度来优化产品的结晶结构和减少缺陷生成,控制比表面积(小于1m2/g)和粒径等指标。用这个工艺合成的LiNi1/2Mn1/2O2的放电容量大于160 mAh/g,且显示了很好的稳定性。镍的价格是钴的1/2到1/3,国际市场的货源稳定。
另外我国的锰资源更是非常丰富,在我国发展LiNi1/2Mn1/2O2系正极材料将有着广阔的前景和深远的意义。如果说手机,电脑等小型携带电器推动了锂电池的发展,那么正在走向实用的助动自行车和电动汽车将把锂电池的发展推向一个前所未有的高潮。乘上这个时代的东风,凭借LiNi1/2Mn1/2O2的优异性能和廉价成本,本项目将有着无限广阔的市场和极强的市场竟争力。