近日，從科學(xué)技術(shù)部官網(wǎng)獲悉，我國國內(nèi)一支電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)已設(shè)計(jì)研發(fā)出一款高比能量動(dòng)力鋰離子電池，可將電動(dòng)車行駛里程提高一倍，大幅提升動(dòng)力電池的使用效率，為促進(jìn)新能源車普及和推廣起到巨大的幫助作用。

據(jù)了解，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過基礎(chǔ)配方實(shí)驗(yàn)，解決了高鎳系材料放電比容量低、首效低的技術(shù)難題，并結(jié)合前驅(qū)體控制結(jié)晶合成技術(shù)、富氧氣氛二次固相合成技術(shù)、配方調(diào)整等關(guān)鍵技術(shù)，提高Ni2+氧化成Ni3+氧化程度，減少材料表面與電解液接觸，降低材料表面殘余Li量，在不提高Ni含量的前提下，將高鎳系材料首次放電容量提高至大于等于206mAh/g、首效大于等于90%、振實(shí)密度大于等于2.1g/cm3、磁性雜質(zhì)含量小于等于40ppb、pH小于等于11.7。

同時(shí)，針對(duì)當(dāng)前前驅(qū)體中Ni、Co、Mn三種元素連續(xù)梯度制備困難以及均勻性不好控制的技術(shù)難題，采用Ni、Co、Mn三種溶液?jiǎn)为?dú)配制，通過設(shè)計(jì)程序精確控制流量進(jìn)入反應(yīng)釜的新思路，設(shè)計(jì)、制作了100升實(shí)驗(yàn)裝置，編制完成控制程序，對(duì)制備工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了前驅(qū)體中三種元素從核到殼按任意曲線連續(xù)梯度分布，大幅降低因組分突變導(dǎo)致的材料在體積效應(yīng)、應(yīng)力等方面的不均勻性，減少顆粒在充放電過程中的微裂紋，提高容量保持率。該方法同時(shí)提高了前驅(qū)體的批次均一性，合成的前驅(qū)體為二次球型結(jié)構(gòu)、粒徑及組分梯度分布可控、振實(shí)密度高于1.8g/cm3。

在此基礎(chǔ)上，該目團(tuán)隊(duì)利用高性能氧化鎳鈷鋁鋰（NCA）作為電池正極材料，滿足動(dòng)力電池能量密度和安全性要求，又在使用氧化鎳鈷鋁鋰（NCA）作為正極材料研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)出高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、良好安全性能的鋰離子動(dòng)力電池，用高鎳系正極材料通過納米制備、納米分散、包覆及預(yù)嵌鋰等多種技術(shù)，研制出容量高、首次效率高、循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能好的硅碳負(fù)極材料，并在該體系基礎(chǔ)上開發(fā)了電芯單體比能量達(dá)到302Wh/Kg，體積能量密度大642Wh/L，25℃下1C充放電循環(huán)710次（100%DOD），容量保持率達(dá)到80%；同時(shí)通過優(yōu)化電解液配方，循環(huán)性能明顯改善，目前循環(huán)285次（100%DOD）容量保持率高達(dá)96%。

這一成果為開發(fā)比能量300Wh/kg、循環(huán)壽命1500次的鋰離子電池單體奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。