对于新能源大家都不陌生，尤其是新能源汽车更是大家讨论的热点。锂电池作为新能源汽车的核心部件，随着新能源汽车的火热，也成为大众关注的对象。锂电池具备续航时间长、使用寿命长及体积小等优势，但是在快充、安全、成本等方面仍然存在不足。锂电池的快充性能、安全性能、生产成本等一直是大家普遍关注的几个问题，也是制约新能源汽车发展的重要因素。如何提升锂电池的性能，这需要在锂电池关键材料方面寻求新突破和新发展。
在国家政策和市场需求的双重驱动下，锂电池产业的关键材料研发、应用也在不断进步。最近，中科院山西煤化所709课题组研究团队在锂离子电池负极材料研究方面有了新突破，受到媒体和业界关注。
该团队历经5年时间，探索利用无烟煤为原料，制造人造球形石墨的技术路线，实现了煤基快充石墨的新技术研发。这一新技术突破对于锂离子电池第三代商业化负极材料的研究应用具有推动作用。
锂电池负极材料可分为碳材和非碳材两大类，碳系材料包括石墨材料（天然石墨、人造石墨以及中间相炭微球）与其它碳系（硬碳、软碳和石墨烯）；非碳系材料可细分为钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。一般而言，人造石墨是锂电池负极的主流材料。天然石墨运用较早，可以看做是第一代商业化负极材料。传统的人造石墨可以看做是第二代商业化负极材料，它主要是将针状焦、石油焦、沥青焦等原料在一定温度下煅烧，再经粉碎、分级、高温石墨化制成。与第一代天然石墨等材料相比，第二代人造石墨的循环性能好、高低温性能优、安全性高且工艺成熟，但是行业头部公司的负极材料各项指标逼近了理论极限，未来的提升空间有限。所以，电池厂商也在寻求新产品的突破发展。
较之传统的人造石墨，709课题组研制的煤基快充负极材料在锂离子嵌入速度和容量方面都有提升。据测评，煤基快充负极材料初始存储容量突破了372毫安小时每克(mAh/g)的理论比容量，并且可满足在5C下快速充电。首次比容量可达365-375mAh/g，比市面快充产品提升5%-10%；在同等的大倍率下容量保留率比市售产品提升10-20%；可使充电时间缩短至20min以内，而且还将无烟煤转化为绿色碳材料，促进节能减碳。此外，以无烟煤作为原料，与针状焦、石油焦等相比，无烟煤产量大，成本低，也有助于锂电池生产成本的下降。
目前，该创新成果已开始产业化推广，建成了国内首条吨级试验示范线。相信在未来随着研究与应用的深入，这一成果将助力我国锂电池行业的发展。
参考来源：
[1]李清波.“锂”想的负极材料.中国科学报,2022.02.15
[2]郜蓉.中科院煤化所709课题组新成果,黑色无烟煤变身绿色高端炭材料.太原日报,2022.01.04
[3]陈闷雷.看完这篇文,锂电池入门.公众号放大灯
