富锂富锰层状材料经过多年研究,取得了重要进展,但电压衰减等问题一直限制该材料的实际应用。我们在国际上较早开展利用镍替代锰,开发了不同成分的新型富锂高镍层状结构氧化物正极材料,并利用改性技术,显著改善了电压衰减以及循环稳定性差等问题。该材料可作为下一代具有巨大实际应用潜力的正极材料。结合成分设计及一次制备技术,所制备材料的电化学性能如循环和容量等均很突出。对于半电池,1C(280mA/g)时循环300次容量保持率为89%;***容量高达250mAh/g,1C达210mAh/g,10C时达150mAh/g。
国家纳米中心现有3个中国科学院重点实验室,分别是中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室、中国科学院纳米标准与检测重点实验室和中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室,涵盖了纳米器件、纳米材料、纳米生物效应与安全性、纳米表征、纳米标准、纳米制造与应用基础等6个研究室。纳米中心于2018年后成立了理论室、纳米加工实验室及智能传感室,此外还建有一个雾霾健康效应与防护北京市重点实验室和两个北京市工程中心(北京市纳米生物医学检测工程技术研究中心、北京市纳米材料工程技术研究中心等),北京市科普基地、北京市纳米材料研发国际合作基地、国家纳米材料研发国际科技合作示范基地。纳米中心设有纳米技术发展部,建有纳米检测、纳米加工和纳米生物技术3个技术支撑平台,1个发展研究中心,是全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)、中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室技术委员会纳米专业委员会、中国微米纳米技术学会纳米科学技术分会的挂靠单位,纳米科技产业技术创新战略联盟理事长单位。纳米中心与英国皇家化学会联合主办的英文期刊《Nanoscale》受到国内外学界的广泛关注。
评价单位:“科创中国”纳米技术专业科技服务团 (上海市纳米科技与产业发展促进中心)
评价时间:2023-11-15
综合评价
对于目前高镍材料来说,当提高镍含量时,性能都是呈一个下降趋势。主要原因是因为镍是比较活泼的金属,在镍含量比较高的情况下,随着充电深度的增加,锂离子脱出率增加,相应高价镍含量会不断增加。高价镍对电解液具有很强的氧化作用,而且高价镍氧化物本身也可以在一定条件下释放原子态氧,原子态氧也可以氧化电解质,产生二氧化碳和水,使电池产生胀气或变形甚至爆炸燃烧。该项目制备的高镍层状结构氧化物正极材料,显著改善了电压衰减以及循环稳定性差等问题,性能优异。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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