中國(guó)粉體網(wǎng)訊 動(dòng)力鋰電池性能的提高是多方面優(yōu)化的結(jié)果，從電池單體、模組到電池包設(shè)計(jì)，以及冷卻系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)等的優(yōu)化，均對(duì)最終動(dòng)力電池表現(xiàn)具有很大影響，然而在動(dòng)力鋰電池研究的各個(gè)維度下，電極活性材料的研究開發(fā)，尤其是正極活性材料的研究，作為后續(xù)模組、電池包等研究的基礎(chǔ)，確定了最終動(dòng)力鋰電池能量密度開發(fā)的上限，對(duì)動(dòng)力電池性能表現(xiàn)起到?jīng)Q定性的作用。
另外，從電池性能指標(biāo)來看，電池的電壓、容量以及倍率性能均主要由正極材料決定；并且從成本的角度來看，商業(yè)鋰離子電池中材料成本一般占比最大，約占到總體的60%，而其中正極材料通常為最昂貴的組分，因此，為提高動(dòng)力鋰電池能量密度且降低電池成本，開發(fā)低成本高性能的鋰離子電池正極材料具有關(guān)鍵性意義。
同時(shí)，隨著鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，鋰資源短缺的矛盾逐漸顯現(xiàn)。在電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，儲(chǔ)能電池成本占比超過50%，而全球鋰資源儲(chǔ)量少且分布不均，導(dǎo)致上游原材料碳酸鋰的價(jià)格持續(xù)走高。為此，亟需開發(fā)新型低成本二次電池技術(shù)。鈉離子電池因資源豐富、價(jià)格低廉、安全性高等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目，是鋰離子電池的重要補(bǔ)充和戰(zhàn)略儲(chǔ)備，可保障國(guó)家能源安全。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
簽到現(xiàn)場(chǎng)
在此背景下，中國(guó)粉體網(wǎng)于2023年8月15-16日在重慶舉辦“2023先進(jìn)正極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會(huì)”，旨在為電池材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺(tái)，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推電池材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。本次會(huì)議匯聚了正極材料、鋰離子電池、鈉離子電池行業(yè)的專家、學(xué)者、企業(yè)家代表、技術(shù)人員共計(jì)近300人。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
中國(guó)粉體網(wǎng)會(huì)展事業(yè)部總經(jīng)理孔德宇先生主持開幕式
©Gao Wen Kai /Cnpowder.com.cn
中國(guó)粉體網(wǎng)總經(jīng)理付信濤先生開幕致辭
©Gao Wen Kai /Cnpowder.com.cn
電子科技大學(xué)劉興泉教授主持會(huì)議報(bào)告
©Gao Wen Kai /Cnpowder.com.cn
參會(huì)代表聆聽報(bào)告
精彩報(bào)告回顧
本屆大會(huì)邀請(qǐng)了來自中南大學(xué)、北京理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、長(zhǎng)沙理工大學(xué)、華北電力大學(xué)、天能電池等知名科研院所、高校及企業(yè)的近20位專家學(xué)者作會(huì)議報(bào)告。
磷酸鐵鋰由于成本和安全優(yōu)勢(shì)，早期應(yīng)用于儲(chǔ)能與電動(dòng)大巴，隨著鋰電池制造技術(shù)和汽車制造技術(shù)的提升，磷酸鐵鋰刀片電池、CTP和CTC、CTB等技術(shù)的應(yīng)用，磷酸鐵鋰能量密度大幅提升，磷酸鐵鋰電池開始大規(guī)模應(yīng)用于乘用車市場(chǎng)，胡國(guó)榮教授在報(bào)告中指出：磷酸鐵鋰和磷酸鐵生產(chǎn)技術(shù)路線多元化并存，未來磷酸鐵鋰的發(fā)展需要從原材料、生產(chǎn)工藝和關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備等方面進(jìn)行技術(shù)提升，大幅度降低生產(chǎn)成本提高產(chǎn)品性能，迎接電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能時(shí)代，備戰(zhàn)鋰電池TWh時(shí)代，未來將是新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新體系、智造水平、品牌營(yíng)銷、產(chǎn)業(yè)鏈條等多層面的競(jìng)爭(zhēng)。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
中南大學(xué)胡國(guó)榮教授作《磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)路線與競(jìng)爭(zhēng)力分析》報(bào)告
正極材料的性能是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一，目前表面改性提升正極材料的安全性、循環(huán)穩(wěn)定性和壽命等是研究的熱點(diǎn)。研究者采用不同的改性方法，如摻雜、表面包覆以及兩種方式共用等。其中表面包覆對(duì)正極材料的改性被認(rèn)為是最為有效的方法。在眾多包覆材料中，Al2O3因其來源廣和價(jià)格低廉，并且能有效提升正極材料的電化學(xué)性能而被廣泛使用。劉坤吉副總裁詳細(xì)講解了氧化鋁包覆正極材料的研究進(jìn)展，并介紹了寶弘納米的核心優(yōu)勢(shì)及發(fā)展愿景。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
江西寶弘納米科技有限公司研發(fā)創(chuàng)新副總裁劉坤吉作《正極材料摻雜氧化鋁的應(yīng)用與研究進(jìn)展》報(bào)告
在磷酸鐵鋰整個(gè)生產(chǎn)流程工藝中，無論是最初反應(yīng)原料的控制，還是超細(xì)漿料的研磨和混合，從前驅(qū)體物料到半成品，直至最后精細(xì)研磨的成品物料，顆粒的檢測(cè)和控制都異常重要。然而這個(gè)過程既有不同大小、不同屬性的粉料，也有研磨混合接近亞微米/納米的超細(xì)漿料，甚至還有噴霧干燥這種特殊的工藝流程，如何在各個(gè)工藝點(diǎn)上進(jìn)行顆粒檢測(cè)和質(zhì)量控制就成為一個(gè)挑戰(zhàn)。李雪冰博士在報(bào)告中跟大家詳細(xì)分享了磷酸鐵鋰生產(chǎn)過程中顆粒檢測(cè)的解決方案。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
丹東百特儀器有限公司技術(shù)總監(jiān)李雪冰博士作《磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝過程中顆粒檢測(cè)的難點(diǎn)和相關(guān)解決方案》報(bào)告
石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、化學(xué)性能，能夠緩解電極材料的體積膨脹等，是極具潛力的鋰離子電池新材料。王俊中教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的努力，獲得了批量化低成本制備高分散性石墨烯的關(guān)鍵技術(shù)，為石墨烯復(fù)合電極材料的設(shè)計(jì)制備打下了基礎(chǔ)。在報(bào)告中，王俊中教授介紹了高性能電極材料的設(shè)計(jì)制備，包括復(fù)合集流體及正極的理性設(shè)計(jì)，探討離子儲(chǔ)能的機(jī)理與調(diào)控機(jī)制，展望了電池材料的未來發(fā)展。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
安徽大學(xué)王俊中教授（課題組成員代）作《石墨烯復(fù)合電極材料的設(shè)計(jì)制備》報(bào)告
鎳基層狀正極材料具有高能量密度、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，是最具發(fā)展前景的鋰/鈉離子電池用正極材料。但鎳基層狀正極材料結(jié)構(gòu)和表/界面穩(wěn)定性較差、容量衰減嚴(yán)重等問題限制了其進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。李靈均教授在報(bào)告中介紹了其課題組在鎳基層狀正極材料制備、性能影響要素和短流程改性策略等方面的研究進(jìn)展，探討了前驅(qū)體形貌、元素配比等對(duì)鎳基層狀正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響規(guī)律，提出了一步固相法制備體相摻雜和表面包覆雙重修飾的正極材料，揭示了不同改性元素在高溫?zé)崽幚磉^程的固相擴(kuò)散規(guī)律及改性機(jī)制，為實(shí)現(xiàn)該類材料在鋰/鈉離子電池中的大規(guī)模應(yīng)用提供了新的理論和方法。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
長(zhǎng)沙理工大學(xué)李靈均教授作《鎳基層狀正極材料的制備與短流程改性研究》報(bào)告
范秀濤總監(jiān)在報(bào)告中介紹了智能倉(cāng)儲(chǔ)在鋰離子電池正極原材料、半成品、成品的應(yīng)用及立體庫(kù)與生產(chǎn)線對(duì)接通過生產(chǎn)拉動(dòng)系統(tǒng)提高企業(yè)效益。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
江蘇亨通智能科技有限公司售前總監(jiān)范秀濤作《新能源正極材料行業(yè)智能立庫(kù)及智慧物流解決方案》
高鎳正極材料因其能量密度高，具有良好的商業(yè)化應(yīng)用前景，在下一代高能量密度鋰離子電池中顯示出巨大的應(yīng)用潛力。但安全性能、循環(huán)性能和加工性能值得重視。劉興泉教授分享了通過體相摻雜和表面包覆等方式可顯著改善高鎳正極材料的電化學(xué)性能。其中，磷酸鹽作為改性材料，能有效減少材料表面鋰殘留量，引入P=O鍵能夠強(qiáng)化表面結(jié)構(gòu)，提高材料表面穩(wěn)定性；Mg-Si共摻雜能有效抑制微裂紋生成，提高充電電壓和循環(huán)性能；TiB2包覆能在一定程度上抑制材料顆粒破碎的微裂紋產(chǎn)生；復(fù)合摻雜不僅能提高高鎳正極材料的充電截止電壓和能量密度度，還能改善加工性能。最后，劉教授對(duì)高鎳正極材料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
電子科技大學(xué)劉興泉教授作《高能量密度鋰離子電池高鎳正極材料的復(fù)合改性研究》報(bào)告
干法混料能夠提升材料的加工性能，振實(shí)、壓實(shí)等都會(huì)有一定程度的提升，此外，對(duì)材料電性能方面也會(huì)有正向的影響。但該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度比較大，主要難點(diǎn)有三個(gè)方面：一是穩(wěn)定性和一致性；二是電性能問題；三是粒徑的控制問題。吳雪峰總經(jīng)理在報(bào)告中詳細(xì)介紹了干法混料磷酸鐵鋰合成技術(shù)的進(jìn)展。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
江蘇優(yōu)安時(shí)電池材料有限公司吳雪峰總經(jīng)理作《干法混料磷酸鐵鋰合成技術(shù)進(jìn)展》報(bào)告
潘家鴻教授介紹了其課題組在不同外場(chǎng)輔助下采用水熱、溶劑熱法以及紫外光照可控合成多孔TiO2實(shí)/空心晶化球，以及Li4Ti5O12、ATiO3 (A = Sr, Ba, Ca)、TiNb2O7、Li2ZnTi3O7等球形顆粒的研究進(jìn)展，這些形貌可控的球形顆粒在鋰/鋁電池的電極材料中顯示了良好的應(yīng)用前景。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
華北電力大學(xué)潘家鴻教授作《鈦基氧化物微球的摻雜改性和鋰/鋁離子電池的應(yīng)用》報(bào)告
程紅星總經(jīng)理介紹了薩震壓縮機(jī)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)及壓縮空氣系統(tǒng)解決方案。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
薩震壓縮機(jī)（上海）有限公司程紅星總經(jīng)理作《薩震助力鋰電企業(yè)壓縮空氣成本更低》報(bào)告
鈉離子電池具有資源、成本和安全等優(yōu)勢(shì)，極具競(jìng)爭(zhēng)力、應(yīng)用前景廣闊、市場(chǎng)巨大。唐有根教授在報(bào)告中指出，層狀金屬氧化物和聚陰離子型正極材料體系鈉離子電池將率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，未來鈉離子電池正極材料將多元化共存，滿足不同場(chǎng)景的需求。鈉離子電池已處于產(chǎn)業(yè)化初期，隨著應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，多種規(guī)格鈉離子電池產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)規(guī)�；慨a(chǎn)供應(yīng)。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
中南大學(xué)唐有根教授作《鈉離子電池正極材料的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化研究》報(bào)告
憑借優(yōu)異的低溫性能、倍率放電性能、快充性能和長(zhǎng)循環(huán)壽命性能等核心優(yōu)勢(shì)，天能鈉電產(chǎn)品已應(yīng)用到二輪車、三輪車、電動(dòng)噴霧器、除草機(jī)、移動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)品以及家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)等場(chǎng)景中。未來隨著規(guī)模量產(chǎn)的不斷擴(kuò)大，疊加能量密度等技術(shù)進(jìn)步帶來的技術(shù)降本，鈉離子電池將成為鋰離子電池的一個(gè)最佳補(bǔ)充，在許多應(yīng)用場(chǎng)景中占據(jù)更廣闊的市場(chǎng)。何廣博士在報(bào)告中對(duì)鈉電聚陰離子材料設(shè)計(jì)與技術(shù)路線進(jìn)行了分析。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
天能電池首席科學(xué)家何廣博士作《鈉電聚陰離子材料設(shè)計(jì)與技術(shù)路線》報(bào)告
近年來，納米多孔碳材料作為吸附劑、催化劑載體、電儲(chǔ)能材料等成為研究熱點(diǎn)之一。特別是定制尺寸、均勻孔徑的納米碳的合成將多孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化到理想性能而備受關(guān)注。制備納米多孔碳材料的有效方法之一是使用多孔模板，例如利用具有均一有序微孔結(jié)構(gòu)和高比表面積的沸石分子篩來制備沸石模板碳（ZTC）。潘偉平教授在報(bào)告中講解了以不同類型的沸石為模板制備不同孔道結(jié)構(gòu)的ZTC樣品，以優(yōu)化Na+在負(fù)極的插排特性；其次，采用化學(xué)氣相共沉積法在制備ZTC的過程中原位引入硫、氮等化學(xué)基團(tuán)，進(jìn)一步提升其儲(chǔ)存Na+的性能；最后，采用流化床反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)ZTC的規(guī)模化量產(chǎn)，為產(chǎn)業(yè)化制備鈉離子電池奠定了基礎(chǔ)。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
華北電力大學(xué)潘偉平教授（汪濤副教授代）作《多孔官能化沸石模板碳結(jié)構(gòu)調(diào)控及大規(guī)模制備》報(bào)告
展覽現(xiàn)場(chǎng)精彩瞬間
大會(huì)期間，電池材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的40多家企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)展示了他們的產(chǎn)品，與會(huì)代表參觀了企業(yè)展臺(tái)，并與企業(yè)界精英、專家進(jìn)行了面對(duì)面的深入交流。
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
展示區(qū)人頭攢動(dòng)
©Gao Wen Kai/Cnpowder.com.cn
參會(huì)代表面對(duì)面交流
第一天的會(huì)議順利結(jié)束。明天會(huì)議，精彩繼續(xù)~
（中國(guó)粉體網(wǎng)重慶報(bào)道/平安）
