了滿足新能源汽車和電網(wǎng)儲能等國家重大應(yīng)用需求，在滿足安全、環(huán)保、成本、壽命等基本條件下，研究開發(fā)具有更高能量密度和快速充放電能力的下一代鋰離子電池意義重大。

安徽省新能源產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)已初具規(guī)模，但目前還停留在較低能量密度的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)化階段，因此開展高能量密度新型鋰離子電池電極材料的研究和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)十分急需，這將有利于安徽省新能源產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)完善和可持續(xù)發(fā)展，還可促進(jìn)中部地區(qū)新能源汽車與儲能領(lǐng)域的快速發(fā)展。

一直以來,我們都在與國軒高科進(jìn)行合作，共同研究相關(guān)新能源研發(fā)項目，努力為這個領(lǐng)域培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，推動國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，新能源汽車的續(xù)航里程已經(jīng)實現(xiàn)了翻倍的目標(biāo)。

2015年在新能源汽車研發(fā)試點(diǎn)專項中，科技部對動力型電池的功率密度做出相應(yīng)的要求，到2020年單體電池能量密度實現(xiàn)300Whkg，進(jìn)一步提升鋰離子電池的功率密度，不斷提高電子的傳導(dǎo)速率和提高鋰離子的擴(kuò)散速率。

在介尺度結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料制備與性能調(diào)控方面，有一些典型的案例，比如在一維介尺度結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料方面，利用金屬離子溶劑化效應(yīng)來調(diào)控多元金屬鹽共沉淀反應(yīng)的動力學(xué)，制備一維介尺度結(jié)構(gòu)富鋰錳基正極材料，納米晶粒之間彼此搭橋融合連接成一維多孔介尺度結(jié)構(gòu)，加快鋰離子、電子遷移速率，提高材料倍率和循環(huán)性能。

但是也存在一些問題，比如首次不可逆容量損失大、倍率性能與循環(huán)性能較差。值得關(guān)注的是，富鋰錳基電極材料的形貌會影響其電化學(xué)性能。此時，一維空心結(jié)構(gòu)是緩解大體積應(yīng)變的一種有效的方法。

在介尺度結(jié)構(gòu)鋰離子電池負(fù)極材料制備與性能調(diào)控方面，石墨負(fù)極材料應(yīng)用已經(jīng)成為電池行業(yè)的熱點(diǎn)話題，石墨負(fù)極材料具備導(dǎo)電性能好、熱穩(wěn)定性好、可塑性好、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。同時也存在局限，比如鋰離子嵌入脫出量有限，理論比容量低，安全問題等。

綜 合 來 看 ， 首 先 ， 三 元（NCM、NCA）、富鋰、高電位鎳錳等材料因其較高的能量密度有望成為解決純電動汽車?yán)m(xù)航里程不足的突破口，并且因其優(yōu)異的電化學(xué)性能必將擴(kuò)大其在動力電池和儲能技術(shù)市場上的應(yīng)用；其次，調(diào)控多元金屬離子共沉淀反應(yīng)成核結(jié)晶反應(yīng)的動力學(xué)，揭示了鋰離子電池多元正極材料的介尺度結(jié)構(gòu)形成、演化和定向調(diào)控機(jī)制，闡明反應(yīng)和傳質(zhì)的協(xié)同作用對材料介尺度結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的調(diào)控規(guī)律；再次，利用金屬集流體基底來調(diào)控制備過渡金屬氧化物多級結(jié)構(gòu)陣列薄膜作為鋰離子電池負(fù)極，并與相關(guān)正極材料匹配構(gòu)建高性能全電池。（本文根據(jù)作者公開演講整理，未經(jīng)本人審閱。）

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