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新一代鋰電池材料鎳酸鋰的合成獲重要突破

m.middletowncarescoalition.com 來源：科報(bào)網(wǎng)　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時(shí)間：2004-11-27

最近，一項(xiàng)重要的具有自主知識產(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)過程中，新一代鋰離子二次電池正極材料鎳酸鋰開始正式投入生產(chǎn)。這項(xiàng)國內(nèi)外領(lǐng)先的技術(shù)是4年前從海外歸來的其魯博士領(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)是國際上公認(rèn)的難題，在國內(nèi)外只有實(shí)驗(yàn)室樣品，沒有工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，該條生產(chǎn)線的建立填補(bǔ)了國際上鎳酸鋰規(guī)�；a(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。合成過程中條件稍有變化就容易生成雜質(zhì)，降低材料的儲能容量。在充放電循環(huán)過程中，由于雜質(zhì)的存在常常導(dǎo)致材料晶體結(jié)構(gòu)的坍塌，最終會嚴(yán)重的影響電化學(xué)循環(huán)壽命和安全性。中信國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)成為移動電話、筆記本電腦、便攜式攝像機(jī)、DVD、CD以及MD等小型移動電子產(chǎn)品的主要應(yīng)用電源，對推動電子與通訊產(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，在中國未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模有開采價(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。隨著以電動車用動力電池和電力儲藏用電池為代表的大型鋰離子二次電池的迅速發(fā)展，對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，適合于制作各種類型的鋰離子二次電池。地球上已探明鎳的資源儲藏量是鈷的數(shù)十倍以上，鎳元素對自然環(huán)境的毒性也遠(yuǎn)小于鈷元素，因此，無論是從資源的豐富程度還是從對環(huán)境的影響角度考慮，用鎳酸鋰取代現(xiàn)在的商品鈷酸鋰，對于解決未來(Futura)的資源、能源與環(huán)境污染問題具有重要的意義。中國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，對充分利用我國的鎳資源，中國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，從而可以加速開發(fā)有自主知識產(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，帶動我國與能源相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展都將會產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。由其魯博士及其研究人員開發(fā)的鎳酸鋰生產(chǎn)線的建立，表明我國鋰離子電池正極材料的研究已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平，我國已進(jìn)入能源材料領(lǐng)域發(fā)達(dá)國家的行列。