高容量嵌入式化合物在鋰電子電池中的發展

　　這個給大家總結比較了不同材料的能量密度，比如說鈷酸鋰終止電壓在4.3V，鈷酸鋰終止電壓到4.5V，還有V&C終止電壓是4.5的材料，富鋰給出了我們最大的體積密度還有排放的容量都是最大的，這是因為他跟其他的材料相比有很大的容量。當然也有一些缺點，比如說跟其他的材料相比充放電的效率比較低，還有平均的放電的電位也是比較低的。壓實密度也比其他的要低，因為過渡金屬的問題產生了壓實密度，這是我們目前需要克服的這些缺陷。這就是我們的鋁復合薄膜熱壓的這種電池的特性，與前面三個電極的測試結果是一樣的，你們可以看到更高的電容，如果我們是使充電電位更高的話我們得到的容量也就更高，表現出來的還是同樣的電池，他的循環性能你可以看到他容量的急劇減少、衰減，在頭20次循環當中，大家這個循環超過20次之后他這種衰退就減緩了。我們必須要對這種衰退的機理進行調查，這是正在進行的。

　　下面我要跟大家談一下第二種材料，也就是陽極材料他是通過這種離子交換方式獲得的，這是指那種層級材料當中通過離子交換獲得。這張表給大家表現了量種鈷酸鋰的結構，一個是三維的鈷酸鋰結構，它叫做氧化鈉結構，這是大家很熟知的，他對鋰的托嵌，鋰的托嵌會導致結構不穩定達到60%，他的結構變成不穩定了，如果把鋰托嵌的話，在一個比較高的電位4—5的地方的時候會出現不穩定。還有一個O2型的鈷酸鋰，這種材料它的結構相對來說就會比較穩定，鋰托嵌的時候結構的穩定性可以達到85%，在整個鋰的容量當中來看。因為他的結構是非常穩定的，這個結果是由氧化鈉通過離子交換來進行獲得的。我們獲得這種離子的方法是叫做溶鹽離子交換法，我們這里面有這種過度的含鋰的氧化金屬來獲取這種富鋰過渡金屬，然后我們使用溶鹽，這個公式當中可以看到我們用的是氯化鋰。我們連續十個小時在空氣當中工作溫度提高到300度。在這個離子交換之前，我們的公式在左邊(PPT)，在最后一行的左邊，之后經過鋰離子的共識，我們鈉的含量不足0.002的。

　　這張幻燈片給大家顯示出了富鋰三元材料充放電的曲線，我們所的氧化含鋰的過渡金屬。其中一個，就是第一次充電它的容量低于第一次放電的容量，這是因為我們的鋰缺失或者是鋰赤字低于。但是我們在高過245的毫安時/克的大的放電容量，這個容量是可以逆轉的，我們在第二次循環當中又看到這么大的放電容量。我們也進行了循環測試，這次我們用富鋰三元材料的循環測試和鈷酸鋰進行比較，我們看一下他們的循環特性。我們看到，充電的電壓到達了5V，鈷酸鋰容量衰退得非常快，但是我們的三元富鋰材料這種容量的維持卻非常好，很穩定。這種過渡金屬它經歷了初次容量，后面繼續維持，最后只是衰減5%，但是還能夠維持95%。

　　我剛剛給大家展示了這些富鋰展示了非常大的含量當我們充電到4.8V的時候，我們X的演示圖分析也支持可能的放電的機理，現在我們也在調查陽極材料是我們通過含鈉的這種材料當中P2類型的來獲得，他可以有很大的放電容量達到245毫安時，而且有很好的95%的循環特性，十次循環之后還能夠維持，所以我們也找到了這種高能鋰電池的陽極的很好的提高容量的材料。當然我們還有一些問題或者是很多的問題我們必須要去解決的，比如說我們如何維持結構的穩定性，這可能是我們現在要解決的最大的問題。這種高壓運轉的時候怎么去維持他的電化學性，我們想以后還必須要進行進一步的結構分析來改善我們材料的性能、充放電的性能，而且要提高他本身的性能，所以我們要努力工作來使這些設想成為現實。非常感謝大家的聆聽。

　　【現場提問】您好，我是來自河南的，我們是做電池的正極材料。我的問題是，我們知道三元素確實比普通的鈷酸鋰可以充到更高的電壓，但是我們知道下一步用電池的企業尤其是電動工具，他們想推動這種元素可能有點困難，我不太清楚是不是在日本已經允許或者是已經有這樣的一種傾向，希望可以允許手機上的電池可以充到更高的電壓，或者是可以在更高的電壓環境下工作也是支持的。

　　中村宏：首先非常感謝你用日語來問我問題，我想用英語來回答。首先我上面講的這只是一個有潛在性可以產生高容量的電池，一個非常基本、一個非常初步的調查，當然我們的客戶可能不會接受我們的這些建議，比如說更高的這種充電電壓，因為會產生很多的問題。就是因為在這種很高電壓的運轉會導致很多的問題，但是我想我們的客戶也要求我們來研發一個非常更高容量的電池，我指的是鋰電池，這是一個未來的技術設想，非常初步的，但是如果我們能夠用新的材料結合上安全和可靠性，我想我們的客戶或者是你們的客戶就會接受這種新技術、這種新材料，但是我想這也也確實是一種很困難的任務。