说说高电压正极材料的发展

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1、说说高电压正极材料的发展核心捉示：锂电正极材料的研发一氏是锂电研究的最胚要的领域2—，锂电正极材料到底如何发展，也是大家非常关心的话题。这里本人想就锂电正锂电正极材料的研发一直是锂电研究的最重要的领域之一，锂电正极材料到底如何发展，也是大家非常关心的话题。这里木人想就锂电正极材料的发展趋势，说点个人看法。就目前來说,锂离了电池的发展有两条基木的路线，一条是大型动力电池，另外一条脉络是3C领域的小型电池。而我的基木观点就是目前电动汽车发展严重落厉于人们预期，动力电池仍然还是美丽的画饼，未來数年3C领域仍然是锂电的主战

2、场。所以我个人认为，3C领域这几年的发展趋势，就基木上决定了钾•电电极材料的主流发展方向。那么3C领域如何发展呢？个人认为，在保证安全性和适当的循环性前提下，提高锂电的能量（主要是体积能量密度），仍然是未来数年小型锂电的基木发展方向。提高能量密度，无非有两个主要途径，提高电极材料容量或者捉高电池工作电压。如果能够将高电压和高容量两者结合起来那将是再好不过了，事实上这正是目前3C锂电池正极材料发展的主流。（注意：木文中的正极材料电压如无特殊说明都是半电池电压，右墨为负极的全电池充电电压要减左0.15V）1.高电压高压

3、实钻酸锂这些年一直有人预言LCO将被其他材料取代,但爭实是LCO的产量仍然逐年稳步增加，在耒来一二十年都不可能出局。最近高电压(4.5V)高压实(4.1)LCO(高端LCO)的产业化，更是将LCO发展到极致，堪称锂电材料发展的一个经典范例。从常规LCO4.2V145的容量，发展到第一阶段4.35V超过155的容量，再到第二阶段4.5V超过185的容量(咲至到4.6V容量可以接近215),LCO基木上是发展到了它的极限了。看似充电电压0.15V的小幅提高，背后需要的技术积累和进步，却很少有国内厂家具备。第一阶段4.3

4、5V的改性相对比较容易，三四年前国外公司已经产业化，原理主要是掺杂改性。第二阶段4.5V技术难度更高，需要体相掺杂+表面包覆，H前国际上已经有数家公司可以提供小批量产品了。改性元索,主要是Mg,Al,Ti,Zr等儿种，基本上已经公开了，至于不同元素的作用机理如何，人部分人就不英清楚了。高端LCO技术的关键在丁-掺杂什么元索，如何掺朵，以及掺杂的量为多少。同样，农面包覆的难点首先在于选择什么样的包覆物，再就是采用什么样的包覆方法以及包覆量的多少的问题。比如LCO农面包覆氧化物是4.5V窩电压必须的改性手段，包覆可以包

5、在前驱体上，也可以包在烧结以后的产物上。即町以选择湿法包覆，乂可以选择干法包覆。湿法包覆可以是氢氧化物，也可以是醇盐。至于包覆设备，选择面也是很广阔。这就需要根据自C的技术积累和经济状况來选择适当的拘束路线。所谓条条大路通罗马，适合自家的路线就是最好的技术。我个人认为，全电池4.4V应该是LCO的发展上限，充电电压再高的话循环性和安全性都不能保证了，尤其是在55度测试条件下。事实上，髙端LCO全电池4.4V接近190的容量,体积能量密度在近几年是没有莫他材料可以匹敌的。我这里要指出的是，高端LCO在国际上火爆，并不

6、代农它在中国一定能就吃得开。这里主要有三个因索制约高端LCO在国内的发展，第一个知识产权的问题,高电压高压实LCO设专利山FMC巾请，国内既没有任何公司购买专利授权也没有任何相关专利发表，可以说基木上断绝了出口的可能。第二是高端LCO定位就是smartphone和tablet这样的高附加值产品，这些智能玩意基本是被欧美和口韩垄断的，厂家如果购买国产没有知识产权的LCO,在国际上将会面临很大的专利纠纷的风险，从Apple对几个电池厂家指定正极材料的做法，就可以看出端倪了。而国内的智能手机和平板电脑产业近几年才刚刚起步

7、，还用不起价格佼岛的岛端LCO。第三个因素就是国产高压电解液还不过关，而高端LCO对岛压电解液是有讲究的，否则安全性将不人容易通过。棊本上可以这样说，虽然高端LCO已经在Apple±成功应用，但在国内现在面临的是一个比较尴尬的现状，高端LCO在国内能否发展起來，就看国产智能手机和平板电脑产业能否做起来了。当然，如果FMC追着打官司的话那将是另外一个故事了。1.高电压三元材料从理论上讲，NMC天生就具有向高电压发展的优势。NMC半电池的标准测试电压是4.35V,在此电压下普通NMC都可以表现出很好的循环性能。将充电电

8、压提高到4.5V,对称型的NMC（333和442）的容量可以达到190,循环性也还不错,532循环性差点但也凑介。充电到4.6V,NMC的循环性就不行了，胀气也很严重。但我们认为，NMC通过改性是可以充到4.6V而达到实际实用要求的。改性后的对称型的NMC在4.45V的全电池里，可以达到200以上的容量，相当可观。NMC改性的方法，和LCO基木上是大同小异的