富鋰錳基電池大單落地 純碳將取代矽碳負極？

沉寂已久的石墨烯捲土重來，但這一次可能會靠譜一些。

日前，天津玉漢堯石墨烯儲能材料科技有限公司(下稱“天津玉漢堯”)寧夏基地一期項目投產、二期項目開工。其中，一期投產為3000噸/年的鈷酸鋰正極材料產線，二期計劃建設1.2萬噸/年正極材料及5000噸石墨烯導電漿料項目。

據瞭解，天津玉漢堯已通過專利特殊工藝技術對石墨烯納米片和三元材料進行有效複合，攻克了石墨烯難分散的技術難題，實現了石墨烯與正極材料顆粒的良好包覆。

與此前各家企業直接宣稱公司將研發量產石墨烯電池相比，天津玉漢堯投產的石墨烯導電漿料以及石墨烯改性正極材料無疑更接地氣一些。

事實上，石墨烯作為新型材料，當前各方面技術都還遠遠不能滿足鋰電需求，但作為輔材其實意義重大。

目前，石墨烯導電漿料已經研發成功並開始成熟產業化，甚至已經有電池企業開始導入使用如比亞迪。

電池企業為了提高鋰離子電池正極材料的導電率和鋰離子擴散速率，通常在正極材料製備階段使用碳包覆和離子摻雜等策略，在電池製造階段為添加導電劑(如乙炔黑、導電炭黑SuperP、碳納米管和石墨烯等)。

導電炭黑和碳納米管目前已經作為成熟的導電劑在鋰電池領域開始大規模應用，而石墨烯導電劑具備可降低極片電阻、提高電池倍率和循環壽命和極片壓實密度、減少導電劑用量等，或將成為新一代的鋰離子電池導電劑，具有廣闊的應用前景。

下面就來看看本週鋰電行業都有哪些新技術和大事件吧。

1、富鋰錳基電池商業化

日前，奇瑞商用車(安徽)有限公司與浙江遨優動力系統有限公司簽訂戰略採購協議，達成就2018年3000臺MPV電池及2019年2萬套MPV及1萬套專用車合計20億WH動力電池採購合作。開瑞新能源認為雙方2019年可以深度合作，非常對富鋰錳基非常認可，富鋰錳基2019年不低1萬套的採購量。

同時，在310批《道路機動車輛生產企業及產品公告》中，遨優動力分別為新日(無錫)發展有限公司和江蘇陸地方舟新能源車輛股份有限公司配套了一款純電動廂式物流車，搭載其自主研發生產的富鋰錳基電池，這也是國內富鋰錳基電池在新能源汽車領域的首次配套應用。

2、東芝研發TiNb2O7高密度複合電極

據外媒報道，日本東芝旗下位於川崎的企業研發中心已研發了一款高密度的TiNb2O7(HD-TNO)複合電極，該電極由微型TNO球形次生顆粒物組成，該顆粒物表面有一層碳塗層。據稱，該負極的性能十分出色、使用壽命長、電池容量大，是LTO複合物負極性能表現的兩倍多。

該研究團隊還利用HD-TNO負極及LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM)正極製作了大尺寸的鋰離子電池，其電池容量為49 Ah，適用於汽車應用。該電芯的能量密度高達350WhL-1，當荷電狀態為50%時，其輸入功率密度高達10kWL−1，持續時間為10秒。

高放電率測試表明，在10倍率下，其容量保持率高達93%。在1倍率下，在完成7000次充放電後，其容量保持率高達86%。據估計，在完成1.4萬次充放電後，其容量保持率為80%。

研發人員還採用帶碳塗層的微型TNO球形次生顆粒物生產高密度電極，該顆粒物的高振實密度，從而降低了碳素導體及碳結合料添加劑的用量。

點評：在提升電池能量密度方面，除了正負極材料體系改進之外，極片是關鍵的一環，提高極片的壓實密度對提高電池能量密度有積極作用。從東芝透露的新型極片的參數來看，該極片在壓實密度、循環壽命、快充倍率等方面都非常優異，一旦大規模產業化，或將成為電池企業提升能量密度的一大利器。

3、純碳負極材料可使電動車實現600公里續航

據科達煤炭化學研究院消息，一種由純碳作為主要成分的高容量高密度鋰電池用特種碳負極材料在該院問世，其宣稱使用該材料生產的鋰電池可以實現汽車續航里程突破600公里。

據瞭解，新單體電池的儲能材料在研發上拋棄了傳統的天然石墨，通過物理方法和化學方法將純碳製成高容量高密度的鋰電池負極材料。實驗表明，這種全新負極材料的克容量可達2200mAh/g，負極片壓實密度超過2.0g/cm3，配以正極用三元材料加鈷酸鋰，鋰電池的質量能量密度可超過350Wh/kg。

點評：當前業內達成的共識是，電池單體比能量要達到300wh/kg以上，必須採用高鎳三元搭配硅碳負極的材料體系或者富鋰錳基及固態電池等。目前高鎳三元和硅碳負極已經開始批量生產，也有電池企業成功研發出了300wh/kg的單體樣品，但還無法成熟應用和商業化，主要是硅碳負極的問題還沒完全攻克。如果純碳材料能夠解決硅碳負極的膨脹以及成本問題，或將加速300wh/kg的時代到來。

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