高鎳三元正極材料具有高克比容量、高能量密度、低成本等一系列優(yōu)勢，是一種極有應(yīng)用前景及市場前景的下一代鋰離子電池材料。
與此同時(shí)，高鎳三元材料也存在一系列棘手的問題挑戰(zhàn)：1、充電態(tài)下晶格失氧，不可逆結(jié)構(gòu)相變；2、高鎳含量導(dǎo)致的Ni2+與Li+混排；3、長循環(huán)過程中的微裂痕，性能衰減；4、表面堿度高，對CO2、H2O敏感。
尤其是高鎳三元材料表面堿度高，對CO2、H2O敏感，因此材料制備時(shí)需要更嚴(yán)格的全過程管控制備條件，更嚴(yán)格的包裝存儲(chǔ)條件以及更嚴(yán)格的后期加工使用條件。
不同材料廠家也在采取不同創(chuàng)新工藝等實(shí)現(xiàn)手段，突破高鎳三元材料的量產(chǎn)應(yīng)用。
10月18日，高工鋰電(2018)國際鋰電池關(guān)鍵材料技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)在深圳盛大開幕。本次峰會(huì)由GGII主辦，高工鋰電、江門市商務(wù)局、江門市經(jīng)濟(jì)和信息化局承辦，邀請了鋰電材料各個(gè)環(huán)節(jié)及動(dòng)力電池企業(yè)超80位行業(yè)專家、技術(shù)領(lǐng)袖及超400位業(yè)內(nèi)人士就現(xiàn)階段動(dòng)力電池核心材料的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化升級等進(jìn)行共同探討。
在國際鋰電材料產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)前瞻專場上，科恒股份副總裁吳建華博士發(fā)表了“高鎳三元材料表面改性探究”的精彩主題演講。
吳建華表示，針對高鎳三元材料的制備瓶頸，科恒提出了利用特殊金屬氧化物對表面進(jìn)行修飾的改性思路。
經(jīng)過研究測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過金屬氧化物表面改性后，常規(guī)金屬氧化物包覆并不會(huì)減慢總堿量的增加速度；常規(guī)金屬氧化物包覆并不會(huì)減慢LiOH轉(zhuǎn)變?yōu)長i2CO3的速度；常規(guī)金屬氧化物包覆會(huì)一定程度上降低初始表面堿度(Al效果較好)。
“高鎳材料由于其本身結(jié)構(gòu)決定其對空氣中H2O和CO2較為敏感，表面修復(fù)手段能起到一定的保護(hù)作用，但材料在制備及使用過程中仍需做好嚴(yán)格的防護(hù)，這樣才能保證材料性能發(fā)揮到最佳狀態(tài)?！眳墙ㄈA坦言。
對于高鎳三元材料的技術(shù)發(fā)展趨勢，吳建華認(rèn)為：
一是，鎳含量會(huì)進(jìn)一步提高。目前已經(jīng)有鎳含量大于94%的學(xué)術(shù)報(bào)道，這樣的高鎳三元在電池當(dāng)中應(yīng)用的難度愈發(fā)增大，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的鼎力合作。
二是，繼續(xù)優(yōu)化摻雜物種。進(jìn)一步克服高鎳三元材料結(jié)構(gòu)的本征缺陷，降低活性氧溢出的幾率。
三是，表面包覆處理的優(yōu)化，將進(jìn)一步提高正極材料的電子導(dǎo)電性。
四是，單晶化。提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。與錳酸鋰復(fù)合使用提高安全性。
五是，采用新的燒結(jié)制備手段。降低耗氧量，優(yōu)化制造過程，提升生產(chǎn)效率，大幅度降低規(guī)?；a(chǎn)的制造成本，為新能源汽車推廣使用做出正極材料降低成本的貢獻(xiàn)。
