电池科技前瞻系列报告之十一:钴氧化物包覆尖晶石镍锰酸锂 有一点动心

类别:行业 机构:中信建投证券股份有限公司 研究员:杨藻/张亦弛 日期:2020-08-03

  研究者制得钴氧化物包覆的高性能尖晶石相镍锰酸锂正极

      研究者Yuan Yue,L-Li Zheng,Zhen-Bo Wang等人以钴盐溶液中分散-高温煅烧的方式制取了高倍率、长循环的钴氧化物包覆改性尖晶石相镍锰酸锂正极。研究成果Improrving Electrochemical Performance of High-Voltage Spinel LiNiosMn1sO4 Cathode by Cobalt Surface Modification 2019年发表在Applied energy materials上。该研究对尖晶石镍锰酸锂正极的应用具有相当积极意义。

      电池材料体系构建:钴氧化物包覆尖晶石镍锰酸锂研究工作使用的被钻氧化物包覆的尖晶石镍锰酸锂主要经过3步合成:首先,将镍盐、锰盐以化学计量比混合,加入碳酸钠、氨水,进行碳酸盐前驱体的沉淀。其次,在相对高温下进行预烧,获取镍锰氧化物。最后,加入氢氧化锂烧成正极。三组对照分别为,无添加剂的尖晶石镍锰酸锂;在硝酸钴溶液中浸泡、蒸干,500度煅烧的钴氧化物包覆镍锰酸锂;700度煅烧的钴氧化物包覆镍锰酸锂。

      材料性能表征:长寿命、高倍率超预期

      不同倍率容量特性方面,钴表面掺杂样品5C的高倍率条件下容量衰减仍然很少,而对照组容量严重损失。在高倍率循环结束后,表面掺杂样品的容量几乎没有衰减,而对照组不同程度地发生了较显著的容量损失。

      进行了钴掺杂的样品其常温/高温循环容量保持率均较高。表面钴包覆样品在500次1C常温循环后容量保持约93%;200次55度1C高温循环后容量保持约93%,均大幅优于对照组。最严酷的高倍率长循环性能方面,表面包覆样品在2000 次5C循环后,容量仍达93mAh/g,其容量保持率高达81%.对照组在1000次循环以后的容量衰减即达约50%,几乎不具有可用性。

      总结与评论:小技巧与小惊喜

      研究者的工作相当程度.上验证了尖晶石相镍锰酸锂的实际应用价值;其有可能成为“及格线以上”的替代技术路线,但称之为“下一代正极”显得过誉;钴掺杂含量和电极性能的关系还有待进一步研究,用量也可能可以适度降低。

      投资建议

      建议关注对此技术路线有预研的国内动力电池龙头。同时,我们保持三元正极是应用主流、铁锂正极部分回暖且对应乘用车定位上限提升的基本观点不变。