天津大学研发新策略可在几秒内合成锂电池正极材料

北京日报客户端 | 记者 白波 通讯员 张华

针对当前新能源市场对更高能量密度、更低成本锂离子电池的需求，天津大学教授陈亚楠、胡文彬、许运华研究发现了一种可在几秒内合成正极材料的高温热冲击策略。这一发现为高性能、低成本正极材料的高效合成开辟了新途径。研究成果发表在国际期刊《先进材料》。

锂离子电池目前已被广泛应用于电子产品、电动汽车以及大型储能系统。正极材料的性能和价格对锂离子电池至关重要。目前普遍使用的正极材料合成方法升温速率低，不仅能耗高而且耗时长，常常需要几小时甚至几十小时。

陈亚楠、胡文彬、许运华团队利用高温热冲击策略，合成了锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等几种典型正极材料。相较传统正极材料合成方法每分钟3℃至5℃的低升温速率，高温热冲击策略实现了每分钟10000℃的超高升温速率，可在几秒内就合成正极材料，

高温热冲击策略在反应过程中还形成氧空位和小颗粒的形貌，使新合成的正极材料表现出优异电池性能。以使用高温热冲击技术合成的钴酸锂正极材料为例，在300次电池循环充放电后，仍展示了84.6%的能量密度稳定性。这一材料还表现出优秀的快充性能，几分钟即可为手机或平板电脑充满电。

作为一种通用方法，这一高温热冲击技术可实现一系列高性能锂离子电池正极材料的高效率制造，具有耗时极短、能耗少、易规模化等特点，以及高工业价值、成本优势和市场潜力。高效率、低能耗的锂离子正极材料合成，也有望为我国节能减排和碳中和作出贡献。