由于電動汽車、消費類（3C）電子產品和儲能裝置等對鋰離子電池的能量密度提出了更高要求，因此發展高比容量、高電壓正極材料以提升電池能量密度成為研究熱點。歐美、日本和中國都制定了明確的電池路線圖，即在未來五到十年內，將鋰離子電池單體的能量密度從現在的200～250 Wh/kg提高到300～500 Wh/kg。

目前商業化應用的正極材料,主要有錳酸鋰（LiMn₂O₄）、磷酸鐵鋰（LiFePO₄）、鈷酸鋰（LiCoO₂）、鎳鈷錳酸鋰（LiNi_xCo_yMn_1－x－yO₂）及鎳鈷鋁酸鋰（LiNi_xCo_yAl_1－x－yO₂）。上述材料的實際比容量為110~200mAh/g。相比于商業化負極材料（石墨負極比容量為372 mAh/g，硅基負極比容量為2000 mAh/g），正極材料能量密度提升已成為鋰離子電池發展的關鍵因素。

而富鋰錳基正極材料（Li₂MnO₃?LiNi_xCo_yMn_1－x－yO₂）憑借高比容量、高工作電壓及低成本等優勢，有望成為新一代低成本、高能量密度（大于300 Wh/kg）鋰離子電池的主要候選正極材料之一，具有潛在的商業應用價值。自2022年以來，巴斯夫杉杉、當升科技、華友鈷業等企業已先后投入富鋰錳基正極材料的研發，市場關注度正在快速增加，無論是在國際還是國內都紅得發紫。

富鋰錳基正極材料結構示意圖

富鋰錳基正極材料的發展關鍵

從性能來看，富鋰錳基正極材料無疑有著巨大的優勢，其克容量最高可達320 mAh/g，遠高于磷酸鐵鋰正極材料和三元正極材料。然而對于富鋰錳基正極材料，其充放電過程中晶體結構的動態演化及其與電化學特性間的關系尚未得到全面理解，電極反應動力學緩慢、電壓滯后、電壓衰減快等問題仍是亟待解決的技術瓶頸。

為了改善富鋰錳基正極材料的電化學性能，深圳大學/哈爾濱工業大學王振波教授所在的課題組對探索其電極反應機理及調控機制開展一系列研究工作，例如晶粒生長調控、局域結構調控、電壓滯后及衰減機制研究以及陽離子無序結構調控等。這些成果他將在12月7-9日在珠海舉辦的“2022年全國新能源粉體材料暨增效輔材創新發展論壇（第二屆）”上進行匯報，報告名為《鋰離子電池富鋰錳基正極材料的可控制備與性能研究》。到底富鋰錳基正極材料能走多遠，就讓我們拭目以待吧！

關于報告人

王振波，博士，1973年生，現任深圳大學材料學院教授，博士生導師。國家科技創新領軍人才（第四批）、科技部中青年科技創新領軍人才；黑龍江省“龍江學者”特聘教授；山東省泰山產業領軍人才；江蘇省“雙創”人才；連續6年(2014-2019)入選Elsevier中國高被引科學家。1998年、2003年和2006年分別獲哈爾濱工業大學學士、碩士和博士學位。1998年畢業留校任教至今，歷任講師、副教授和教授。2006-2007年赴美國波多黎各大學從事博士后科學研究工作。研究方向為化學電源、電催化、納米電極材料；主持國家自然科學基金3項，裝備發展部項目1項；作為技術負責人完成863項目1項，黑龍江省“百千萬”工程科技重大專項1項，其他省部級項目及企業課題20多項。針對高性能鋰離子電池、低溫燃料電池和超級電容器的關鍵技術進行了系統、持續、深入的研究。以第一作者或通訊作者在Nature Catalysis(1篇)、Adv. Mater.(1篇)、Angew. Chem. Int. Ed.(1篇)、Energy Environ. Sci.(2篇)、Adv. Funct. Mater. (1篇)、ACS nano(1篇)、Nano Energy(7篇)、Applied Catalysis B: Environ(3篇)、Small(2篇)、Chemistry of Materials(1篇)、J. Mater. Chem. A(15篇)、Energy Storage Materials(2篇)等上發表論文200多篇，他引超過6500次，H因子高達44。

2022珠海新能源論壇會務組

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