夏定国教授:锂离子动力电池的天花板目前还看不到

夏定国,北京大学前沿交叉科学研究院工会主席,北京大学工学院能源与资源工程系&先进材料与纳米技术系教授、博士生导师。

教育经历

北京科技大学博士(1991-1995);
哈尔滨工业大学硕士(1988-1991);
安徽工业大学学士(1980-1985)。

研究方向

研究领域涉及低铂及非铂催化剂、锂插入化合物和电化学治理微量有机物污染的废水。在锂插入化合物及催化剂的成份设计、电化学性能及与微观结构关系方面做过大量的研究工作,主持或参与完成了国家自然科学基金、国家科技部八六三、九七三和省部级项目的研究,同时,致力于材料基础理论在工程实际中的应用。

在研项目

1.高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究,(2016YFB0100200),科技部重点研发计划新能源汽车专项(前沿基础),2016.1-2020.12,负责。

2.国家自然科学基金汽车产业联合基金重点项目(U1764255),"基于高比能动力电池体系的富锂氧化物正极材料研究",2018.01-2021.12,负责。

3.国家自然科学基金项目,非贵金属间化合物的电催化氧还原机制研究,2017.1-2020.12,负责。

对高容量富锂正极材料的研究

高能量密度动力电池如果要达到300Wh/kg,正极容量要求达到200毫安时/克,要达到400 Wh/kg,正极材料要超过250毫安时/克,如果考虑到密度可能要达到270毫安时/克以上。已经商业化的正极材料,锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、三元、高镍,他们的比能量是难以满足400 Wh/kg锂离子动力电池能量的密度要求。计算表明,要构筑比能量达到400 Wh/kg的锂离子电池,采用高比容量富锂氧化物正极材料和硅负极是可行的技术路线。

提高材料表面氧的热稳定性,能够有效的抑制富锂猛基材料衰退提高材料的稳定性。调节充电电压之后,能够加快富锂猛基负极材料的商业化运营进程,目前充电4.8V的电压,做这个材料都会发现它后期的库伦效率只有98%,就意味着我们目前必须把4.8V电压向后调制,和电解质才能匹配,才能够适用。另外,它的电压滞后是这个材料非常大的缺点,电压滞后意味着这个材料的能量效率达不到像通常锂离子99%,能量效率如果做的不好只有90%以上。

夏教授表示“O2富锂材料具有良好的电化学热稳定性,但是还是存在一些问题,如果说我们要尽快的促进这种材料的实际应用,我认为基于不同结构的复合可能是一个非常有效的途径,因为它意味着我们可以减低对材料合成的难度,意味着我们有可能去实现电压的调制。”

基于锂的量来判断它的能量密度,只是他们基础研究的一步,因为实现它的充放电过程,不仅仅是可以有锂离子,也可以通过其他的途径来提高它的能量密度,夏教授说:“这意味着我们锂离子动力电池的天花板目前还看不到。”

参考来源:


百度百科、北京大学官网

电池中国网.北京大学夏定国:对正极结构改进可提升锂电池稳定性

(0)

相关推荐