刘军研发的多孔性中空金属氧化物电极材料科研成果被广泛应用于锂电池的领域

益群网 2019-08-22 16:25:37

“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。

中国农业大学高新技术研究所的刘军研究员的多孔性中空金属氧化物电极材料科研成果应用于商业锂电池已经被广泛应用于各个领域。针对目前锂电池行业的发展趋势,关于研发方向刘军主要从四个方面着手进行:

1. 提高锂离子电池安全性

从电池材料本身的安全性着手,商品锂离子电池采用的许多安全保护措施,如设置电池安全阀、热溶保险丝、串联具有正温度系数的部件、采用热封闭隔膜、加载专用保护电路、专用电池管理系统等,也是增强安全性的手段。

2. 使用硅碳负极材料进行小批量试产。

硅系列材料拥有较高比容量。其中,单质硅容量高达4200mAh/g且拥有较低的充放电平台(~0.5V)。其关键性问题在于脱嵌锂体积变化过大,容量呈断崖式衰减。碳支架可以有效的改善其体积变化,提高循环稳定性。随着硅碳材料容量的提升,其稳定性逐渐下降,主要归因于硅碳中硅含量提升后,碳支架的稳定作用被弱化。

3. 对正极材料的导入进行评估。

锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂。尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。

4. 低温性能。

低温下锂电池性能退化严重,同时在锂离子电池充放电过程中会有一些副反应发生。这些副反应中主要是锂离子与电解液不可逆的反应,会造成锂电池容量衰退,使电池性能进一步恶化。低温环境下对锂电池充电或使用前,必须对电池进行预加热。电动汽车车载的电池管理系统(BMS)对电池加热的方式大体可分外部加热与内部加热两大类。外部加热方式有空气加热、液体加热、相变材料加热,以及热阻加热器或者热泵加热。

在各项技术逐渐成熟之后,北京金淼新技术开发研究所在2015年7月购买了这项专利,并在2016年~2017年将这项技术进行了商业转化。金淼将该项专利应用在了绿色能源汽车、电动车、电动摩托车、消费类电子产品,物联网RFID及医疗卫生等行业中,销量呈现出逐年增长的趋势。金淼锂电池的最高年收入曾经达到过5.589亿元,出货量达到了8.6GWh,稳居全国锂电池行业的排行榜前十名。

金淼相对于其他企业而言,为了能够适应不同的存储媒介以及使用空间环境锂离子电池由现在的单品种及多品种模式逐渐向特种化方向发展,其生产工艺也得到进一步改进。在同行业的竞争中,金淼更注重科技创新,并且不断开发新的市场资源,从而扩大锂电池的出货量,提高了营业额。

高使用效率、较长的寿命使用周期将是未来锂离子电池具备的主要特征。金淼励志于发展新型高性能低成本的锂离子电池及相应的化学应用材料,不断完善产业链设置,强化相应的生产机制,提高锂电池产业链整体生产水平。在经济效益上,金淼也是行业内拔得头筹,经过了几年的不断革新,产量也在不断上升,在经济效益上逐渐突破千万。

随着新能源的发展趋势,金淼将这项技术不断创新,在商业上取得了不错的利润,经济效益大幅度提升,为我国锂电池行业快速发展做出重大贡献。