锂电池电极材料科研成果取得重大突破 中国农业大学高新技术研究所刘军---改性锰酸锂正极材料及其制备方法

益群网 2019-08-22 16:24:53

锂电池现在已经成为了人们生活中不可缺少的物品,手机、电动车、电动汽车、医疗设备等等这些领域都能够看到锂电池的身影。随着社会科技化的发展创新中,锂电池也有它的未来发展方向。

中国农业大学高新技术研究所的刘军研究员的改性锰酸锂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。刘军经历了几年的时间,攻克了多项技术上的难题,终于在锂电池原材料的发展基础上,有了重大的突破。

锂电池在经过了几年的发展中,锰酸锂已经成为了重要的核心原材料。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。

因为锰酸锂材料本身并不太稳定,容易分解产生气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿命衰减较快,容易发生鼓胀,高温性能较差、寿命相对短,其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。

但是,锰酸锂相比钴酸锂等传统正极材料,它还是较有前景的锂离子正极材料之一。锰酸锂也具备很多优点,它资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点,是理想的动力电池正极材料,

最近几年中,为了能够解决日益严重的能源危机和环境污染的问题,各个国家都开始注重发展新能源,锰酸锂成为了研发项目中的一项重要内容。在研究的初期,刘军作为项目的负责人一直坚持突破,锂离子电池对锰酸锂的产品纯度、痕量杂质、形态等指标要求很高,并非常注重产品的一致性和稳定性。在工艺条件相对严苛的条件下,开展了对锰酸锂的研究路线。经过了多次实验的验证,首创了以工业无水氟化氢、工业碳酸锂制备晶体锰酸锂的新型原料路线,并攻克了原材料纯化、双釜循环切换合成、超声波诱导成核、梯度降温结晶等多项关键技术难题,制备技术实现了全面突破。

在这项技术逐渐熟之后,北京金淼新技术开发研究所2015年7月购买了这项专利,并在2016~2017年将这项技术进行了商业化的转变。北京金淼是一家专业从事锂离子电池技术研发、生产和销售的高新技术企业。针对特殊环境、特殊性能和特殊要求的用户,金淼在深度专项定制化研发的能力上也在不断扩展。随着市场的逐渐成熟,金淼公司已形成年产2200吨高纯晶体锰酸锂生产能力,装置运行稳定,工艺清洁,操作安全,符合国家环保和安全规定。产品经市场使用反应良好,在国内市场占有率达40%的同时,而且出口日本、韩国。

现在使用该项技术所生产的锂电池被应用在了各项领域中,从航空航天、军工兵器、铁路基建、公共安全、电力通信、医疗电子、商用金融、安防通讯、交通物流、和3C消费电子等领域,金淼还与多家企业达成了长期深入的战略合作关系,年利润超过了千万。金淼并没有因此停下脚步,而是乘胜追击。在技术上,坚持不断创新,提高锂电池的产量。

相信在日后的发展中,随着新能源产业“爆发式”增长趋势,锰酸锂需求将大幅增加,市场前景广阔。金淼也将在经营绩效、公司治理和品牌等方面大幅增色 ,在未来的发展中扩展更多的领域,赢得更大的效益。