比克電池：兼顧高電壓、低成本、高安全優(yōu)勢(shì)，尖晶石鎳錳酸鋰材料未來可期

中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)逐漸在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中展示出獨(dú)有的“中國(guó)優(yōu)勢(shì)”。如比克電池首席科學(xué)家林建博士在2022高工鋰電年會(huì)所說：“聚焦四大主材，前沿技術(shù)的持續(xù)突破是提升產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)。”

當(dāng)下，我國(guó)已經(jīng)形成了從材料研發(fā)、電池生產(chǎn)、回收利用到設(shè)備支撐的全球產(chǎn)業(yè)鏈最全、規(guī)模最大的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)體系，正極、負(fù)極、電解液和隔膜四大主材基本擺脫進(jìn)口依賴，發(fā)展日新月異，其中，正負(fù)極更是鋰電池性能突破的關(guān)鍵所在。

演講中，林建博士分享了比克電池在尖晶石鎳錳酸鋰(LNMO)和新型硅碳、高容量硅氧材料等正負(fù)極材料的研究進(jìn)展。

圖為比克電池首席科學(xué)家林建博士

商業(yè)化使用的鋰離子電池正極材料按結(jié)構(gòu)主要分為以三元材料為代表的層狀晶體結(jié)構(gòu)、以磷酸鐵鋰為代表的正交橄欖石晶體結(jié)構(gòu)和以錳酸鋰為代表的立方尖晶石晶體結(jié)構(gòu)三類。在高壓化的發(fā)展趨勢(shì)下，尖晶石結(jié)構(gòu)的鎳錳酸鋰材料已成為正極發(fā)展的主流方向之一，目前尖晶石結(jié)構(gòu)的鎳錳酸鋰材料理論比容可達(dá)133mAh/g，能量密度可達(dá)625Wh/kg，每瓦時(shí)成本為0.85元，兼顧高電壓、低成本、高安全等核心優(yōu)勢(shì)。

據(jù)林建介紹，在產(chǎn)業(yè)化方面，5V尖晶石鎳錳酸鋰正極材料在結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品性能上還有待優(yōu)化。對(duì)此，比克正通過本體摻雜、包覆、形態(tài)控制等方式優(yōu)化鎳錳酸鋰材料結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過添加高電壓添加劑及氟代溶劑改善電解液的性能，以克服鎳錳酸鋰電池產(chǎn)業(yè)化難題。目前比克開發(fā)的LNMO體系，平臺(tái)電壓高（4.7V），倍率性能優(yōu)異，5C放電平臺(tái)>4V，且材料成本優(yōu)勢(shì)明顯，可取代LFP和LMO應(yīng)用在電動(dòng)工具和儲(chǔ)能領(lǐng)域。相信隨著正極材料包覆，摻雜技術(shù)和高電壓電解液的發(fā)展，5V尖晶石鎳錳酸鋰材料會(huì)是行業(yè)又一大有前途的材料。

提及負(fù)極材料，林建重點(diǎn)分析了當(dāng)前硅碳材料在原料制備、復(fù)合技術(shù)和材料成本等方面存在的重點(diǎn)問題，并分享了新型硅碳材料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和研發(fā)及市場(chǎng)化進(jìn)展。高容量硅氧材料也是比克負(fù)極材料研發(fā)的重點(diǎn)，比克在國(guó)內(nèi)最早將硅用于圓柱電池，目前比克硅氧材料已由一代硅發(fā)展到三代硅，首效由77%提升至86%，并采用了先進(jìn)的補(bǔ)鋰技術(shù)，正極利用率逐步增加。

生產(chǎn)一代，研發(fā)一代，儲(chǔ)備一代的產(chǎn)品開發(fā)模式使得比克在電池性能上持續(xù)領(lǐng)先行業(yè)。林建表示：“比克始終堅(jiān)持為市場(chǎng)需求超前部署，以前沿技術(shù)繪制產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)圖。比克正在持續(xù)進(jìn)行新型正負(fù)極、電解液等主材的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)化探索，對(duì)于比克來說，產(chǎn)業(yè)變革不止，創(chuàng)新腳步不停，領(lǐng)先行業(yè)的電池技術(shù)勢(shì)必不斷推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。”

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