6月20日，由中國化學與物理電源行業協會主辦的第十一屆“中國國際電池技術交流會”在深圳會展中心開幕。本次交流會以“動力電池和儲能電池”為主題，重點關注了電池應用領域。全球50多位電池業界頂級專家亮相交流會并發表了主題演講，來自50多個國家和地區的800多名行業專家、學者和企業家與會。圖為來自美國BNL的Yang Xiaoqing先生在CIBF2014中國國際電池技術交流會上發表主題演講。

　　Yang Xiaoqing：
　　我今天下午將用中文演講，因為我發現大部分與會者都是中國人，非中國的嘉賓可以閱讀我的PPT，因為它是英文的。
　　我們的工作是用同步加速器的先進表征技術研究下一代電池新型電極材料，目前討論更多的是復合材料，另外是電壓衰減問題，但今天我們將重點討論關于倍率的問題，因為材料除了有電壓衰減問題外，它的倍率也不好控制。另外我還想與大家探討一下，從結構的角度看復合材料的三種元素，哪一種是制約它倍率差的主要因素。因為每個元素的吸收邊可以差很多，如果能夠做很好的動態工作，可以知道哪一個元素拉低了反應速度。關于吸收譜，我們首先是做能量掃描，在能量掃描時離吸收邊很近的區域變化，可以反應到它化合價的變化。另外，遠邊對于負電壓的變化，也可以反應出一定的信息，比如鎳的初始價是四價，錳是三價，遠邊吸收負電壓變化之后，錳會發生變化，給出我們進一步的信息。
　　下面我主要講一下動力學方面的問題。恒電流充電只有在它達到一定閾值之后才可以看到。在實驗中，我們用恒電流充電，把它反應的電壓提高到三個元素的閾值之上，當電壓達到4.8伏時，三個元素都可以反應，然后觀察它們怎么變化。從時間流來看，亮度也可以體現變化，鎳在180秒以后停止了變化，也就是說鎳氧化從正二價到正四價只用了三分鐘。錮元素用的時間比它長一些，但幾分鐘后也停止變化。錳元素在800秒之后還在變，這個現象直觀地告訴我們，在這三種元素中真正對倍率起作用的是錳，它是導致后退的主要因素。因此我們可以得出結論，我們在設計材料時，如果需要高倍率，就需要減少錳的含量。
　　在333，433，532，622，811三元材料中，隨著鎳含量的增加，電池容量會提高，而安全性能會下降。隨著比例變化，電池結構會受到很大影響。錳元素是基本不變的，鎳元素從鎳2到鎳3再到鎳4，當鎳的含量增加時，化學價會隨之增加，鎳從正二價變成正三價，本身鎳的容量在減小。
　　我們一般認為速度快的話不太容易形成平衡象，而速度慢的話可以模擬一個準平衡過程。但實際我們的材料有些象只有在高速率下才能很清楚地分出來。這個我們已經注意到了，但還沒有做更深入的研究，所以沒有完全系統化的解釋，但這對于材料應用過程中遇到的問題將會很有幫助。
　　另外，隨著鎳含量的增加，它的熱穩定度會降低。拿333和532進行對比，我們收取它釋放的氧和二氧化碳，然后發現釋放二氧化碳的量和形成新的象的溫度都降低了。也就是隨著鎳含量的增加，它的熱穩定度會變差。
　　關于高段位錳酸鋰的過程，我們討論了有序和無序的兩種結果，在目前情況下大部分人認為無序象的性能更好。但最近某工作組也在做一些工作，他們認為有序象跟無序象可以做到同樣的性能。從原始狀態看，有序象里面雜質比較多，造成了它的熱穩定性和其他性能變差。因為二價氧化鎳使它熱穩定性變差，在加熱過程中鎳被還原使它的熱穩定性變差。我們可以明顯地看到，有序材料比無序材料的熱穩定性好很多。這給出我們信息：不要把全部精力放在無序態的成鎳的錳酸鋰上，應該花一些精力把有序態的性能進行改善，相對來講改善有序態的性能是很重要的一條路。
　　常規的錳酸鋰的熱穩定性比層狀結構的熱穩定性好。我們認為摻雜了25%的鎳以后，它的熱穩定性會更好，實際上這25%的鎳會破壞它的熱穩定性。所以這樣來看，不管是有序還是無序的穩定性都比不摻鎳的好很多。它們的結構在很低的溫度下就開始有劇烈的變化，所以不管是做材料還是做電池，到高電位摻鎳的錳酸鋰熱穩定性需要認真考慮。最后，感謝美國國家能源部的車用技術辦公室對我們工作的支持。
　　謝謝大家。
 

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