图文：梅佳在论坛上演讲

梅佳在论坛上演讲

　　3月4日消息，第三届华南锂电高层论坛今日在深圳会展中心开幕。本次大会以“新技术·新材料·新应用”为主题，由信息产业部电信研究院、信息产业部数据通信产品质曾量监督检验中心和中国威尔克实验室主办。

　　上图为深圳市贝特瑞电子材料有限公司梅佳在论坛上演讲。以下为演讲实录：

　　梅佳：大家早上好，我来自深圳市贝特瑞电子材料有限公司，在此感谢组委会还有在座的各位嘉宾和各位老师给我们这次机会。我的论文题目是最近的实验进展，在此向专家和老师作一个汇报，《网络生长包覆技术在锂电材料中的应用情况》。主要是讲一下碳纳米管植入的应用，把这个植入在我们的负极材料中进行一个网络适的密植，进入正极材料一个镶嵌式的生长，通过这个技术改善我们正负极材料一个综合的变化性能。

　　我的报告分成四个部分：引言主要是简单介绍一切正负极材料碳纳米管的材料，目前使用最成熟的是钴酸锂的材料，但是它的安全性差石油价格的猛涨，所以很多的是用磷酸铁锂替换掉了钴酸锂，对于磷酸锰锂的材料来说它有自己的一个固有的缺陷，就是高温性能差。对于钴酸锂来说这绝对不是一个最佳的替代方案，尤其对于一触即发的国际化的电池市场，磷酸铁锂以其高寿命、高安全、低成本的性能应该成为一个很有希望的替代目前的锂离子电池发展方向的一个材料。

　　磷酸铁锂目前的电子材料可能国内生产得也比较多，但是它存在一个导电性差和自己部品的加工性能的问题，目前解决这个方面不管是国际的厂家和国内的生产厂家都是生产一个导电剂金属的掺杂的包覆的情况。各个厂家有一个深刻的体会，磷酸铁锂在使用的时候各个批次之间质量的稳定很不一致，原因主要是目前的运用的待改善的技术，不能完全很保证的产业化的生产时候，不能保证它的均匀的分散问题，磷酸铁锂还有一个稳定的工业化的工序还有待进一步的改善，包括对它的性能。

　　目前使用的锂离子电池的负极材料目前主要是碳负极材料，无论是天然石墨和人造石墨和复合石墨，在使用过程当中都跟我们的设计材料一样存在工序的使用加工优化的流程。现在高性能的锂电池是产量追求的一个目标，但是如何做出一款高性能的电池呢？这可能是一个系统的问题，但是昨天薛博士讲的那样，如果导电剂分散不好的话肯定会严重影响这个电话的性能。因此我们的研发目标是实现差异化、高品质、简单化，为客户开发一种直接使用的正负极的锂电采用，不用采用任何的导电剂在制浆的时候，使整个流程简单化。

　　碳纳米管是石墨层卷曲而成的纳米管状的晶体，分成电弧和激光和化学的CVD，我们化学的CVD采用了原位生长。这碳纳米管的一个简单的结构示意图，因为其独特的结构，使其具有优异的导电性能和抗拉伸的性能，碳纳米管还有一个是介孔比较大，单独使用是有容量的，但是仅存在于实验室，不可能产业化的。如果把它使用我们的方法生产包覆在正极材料里的话，这个量肯定是一定的，是存在一个最佳的。它的导电性能可以改善我们电极材料颗粒与颗粒的电子传导，还有一个抗拉伸性能，如果涂在我们的材料表面，可以一致性极片的膨胀。大的大苗面积可以改善对我们高能量密度的正极材料可以改善电解液的吸液性能的改善。

　　下面讲一下我们网络生长包覆技术，主要是一个碳原气体，在一个催化剂的表面的溶解和生长的过程，我们的工艺流程是一个催化剂的引入，纳米催化剂的分散，分散很重要，然后是均匀分散，在一个特定的反应剂里面有一个化学的气相沉积进行相应的处理做成我们的产品。

　　这是一款的石墨材料通过的网络包覆表面的SEM的情况，表面是一层毛茸茸的东西，如果仔细看的话是一个很网状的东西，是很均匀地包覆在球形的石墨的表面上。

　　这一款(PPT)是我们生长镶嵌在磷酸铁锂做的实验，这是SEM的情况。这是我们磷酸反锂的一个情况，这是存在一个导电性的问题。这是镶嵌的包覆，我们在后续的实验中一些电化学的性能和数据这些极片都没有参加任何的导电剂的。

　　以上的目录我们讲一下应用的效果，碳纳米管的网络包覆的成果成就了它很多的优异的性能。下面主要是讲一下负极这一块的情况。

　　我们做了一个负极的相对实验对比的情况，一号样品都是同样的一个石墨负极的材料，在表面的一个生长包覆的碳纳米管，二号样品是后面的制浆没有任何的溶剂，三号没有包覆，但是参加了一个导电技术，我们一号和三号样品明显可以看出我们同样的条件下测试的，一号样品的电池的内阻无论是25度还是高热的85度的极端的情况都是内阻是紫色的部分(PPT)，一号样品的内阻明显小于没有经过包覆处理的三号样品。我们这种方法使用以后，确实能够改善它的导电性能。

　　有的人可能会问为什么不把碳纳米管直接插进去替代里面？大家都知道碳纳米管的分散问题是一个很棘手的问题，碳纳米管的团聚，我们也做过但是效果很差。如果均匀分散在我们的材料里的话效果是非常好的。

　　下面是一个循环性能的测试情况，这是常温的循环性能的测试，可以看出不加生长的包覆也不加导电剂，二号的样品红色的这个循环性能是非常差的，黑色的有添加碳纳米管的，对比二号可以看出一号的样品循环性能是非常优异，这个条件下循环性能是明显得到了改善。

　　这是60度的高温测试的情况，一号明显优于三号，碳纳米管明显优于三号的，这个曲线非常直，这个目前还在测试，还有待于后面的循环情况的评价。

　　特别是做高能量密度电池很关心这个极片的膨胀问题，我们做了一个简单的测试，电极在85度24小时以后的极点的反弹的情况，可以看出一号1.6%，明显小于三号的3.8%，也就是说极片的反弹也是有所改善的，在做成电池进行满电的25度的常温的测试极片的膨胀情况，把电池拆掉极片的膨胀情况来看，它也是优于三号样品的。

　　倍率性能，我们用818做了一个实验，这是一个高端的石墨材料，从倍率性能来看，包覆生长的碳纳米管818表面在倍率性能的方面改善还是很明显的，特别是到6C、8C过后，碳纳米管包覆的性能差距的优势就体现出来了。

　　下面讲一下对正极的影响情况，我们做了一点实验，这个实验还在继续。磷酸铁锂这一块通过镶嵌生长在磷酸铁锂里面，通过相应的导电网络。这是电池的测试情况，无论是0.1C倍率还是0.2C倍率，无论是磷酸铁锂通过镶嵌的碳纳米管的情况，无论它的平台还是容量都明显要优于符合不镶嵌碳纳米管的。这做的时候没有镶嵌包覆碳纳米管，加入的是速热剂，跟前面的成品是一致的。

　　下面讲一下LVP—CNTs我们进行不同导电剂的实验，选择了市场比较流行的一些包括做磷酸铁锂的一些情况，明显可以看出首次的效率这一点，我们优势是相当明显的，我们首次效率达到了94.4%。

　　这个图是这组实验的首次发电容量和最高的容量，我们做也存在活化和极化的问题，它的相差是很小的，这就说明了一点，电池的极化硅电和锂电，这是不存在任何问题的，如果及化大的化容量肯定是小的，但是后面由于提供有源容量也会上去，但是侧面反应出这个极化是很大的。包覆碳纳米管以后，他的极化和内阻降到最低了，他的导电性、电子电脑这一块有一个明显的改善。

　　运用网络的生长包覆技术，可将碳纳米管植入现有的锂电正负极材料中，可实现材料的应用的简单化，提高材料的电化学性能，实现材料的价值再造，为客户实现增值。一个是降低内阻，另外延长了循环的寿命，改善了高温性能，降低了极片的膨胀，还有改善材料的吸液性能，还有提高电池的安全性能。

　　网络生长包覆技术应该是一项很有希望的技术。谢谢大家！