科创中国

行业领域

新材料

需求背景

随着中国社会经济的高速发展，现代储能系统和新能源电动汽车领域等都对储能电池的能量密度和制造成本给出了更高的要求。因此，研究和开发高能量密度、高安全性和价格便宜的储能电池及其关键材料有重要意义和发展前景。其中无钴富锂锰基正极材料（xLi2MnO3·(1-x)LiNi 0.5Mn 0.5O2）因其具有相对较高的放电比容量（>250 mAh·g-1）、较低的成本和较好的安全性等优点而受到关注。但其在循环充放电过程中存在循环稳定性较差、电压衰减快、倍率性能不佳、首次库伦效率低等问题，限制了其商业性的实际应用。

需解决的主要技术难题

1‌.锂镍混排问题‌：在无钴富锂锰基正极材料中，锂镍混排是一个主要的技术挑战。锂镍混排会导致材料的结构稳定性下降，进而影响其循环性能和倍率性能‌。2‌.金属溶出问题‌：在无钴富锂锰基正极材料中，金属溶出会导致材料的结构破坏，进而影响其循环性能和倍率性能‌。

3‌.电压衰减问题‌：富锂锰基正极材料在充放电过程中会发生电压衰减，导致电池的工作电压降低，影响电池的能量密度和循环寿命‌。

4‌.安全性问题‌：富锂锰基材料在充放电过程中容易发生氧化还原反应，释放大量热量，可能导致电池温度升高，甚至引发热失控和爆炸等安全问题‌。

4.‌循环寿命问题‌：随着充放电次数的增加，富锂锰基材料会发生结构变化，导致电池容量下降，影响其循环寿命‌。

5‌.耐高温性问题‌：富锂锰基材料具有较低的熔点和热稳定性，容易在高温环境下发生热失控与退

期望实现的主要技术目标

1、开发制备在循环充放电过程中，循环稳定性高、倍率性能佳、首次库伦效率高的无钴富锂锰基正极材料Li1.2Ni 0.2Mn0.6O2材料；2、通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜和电化学性能测试等多种表征方式探究前驱体硝酸溶液用量、升温速率和煅烧温度三种工艺条件对得到活性电极材料的影响3、尝试通过在Li1.2Ni 0.2Mn0.6O2材料表面构建出不同含量的尖晶石Li4Mn 5O 12/层状异质结构层来提高材料的阳离子有序性，优化材料的电化学性能。

处理进度