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[成果] 1700441874 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:制约光伏产业发展的两个重要问题是光电转换效率和生产成本。而多主栅多晶太阳能电池既能增大电池有效受光面积且不至于显著增大电阻损失影响填充因子,又能降低单片电池银浆耗量,从而使得转换效率提升和生产成本降低,提升企业的市场竞争力。通过多主栅多晶太阳能电池的实施,可推进中国光伏技术的发展和进步,提高光电转换效率,降低太阳电池的生产成本,解决因日益严重的能源匮乏而制约中国经济发展的矛盾。该项目着重在多晶硅太阳能电池片高方阻均匀pn结、四主栅密细栅电极设计上进行了攻关,通过减小发射区表面浅层内"死层"的厚度,采用四主栅密细栅的电极设计等主要研究内容,提升了多晶硅太阳能电池片的开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(FF)等技术指标。
[成果] 1700441846 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目通过采用自主研发的多元复合正极材料、硅碳负极材料、PVDF陶瓷涂覆隔膜、特种电解液和工艺技术,研究了在不同温度、充放电下与安全测试的相平衡关系,测定了材料在软包电芯中的循环性能。通过优化溶剂组合,获得了高低温兼顾的电解液,设计出了一种特殊结构的化合物,其具有高沸点、高闪点、高介电常数、低熔点、低粘度等优良特性,用作电解液溶剂。研究制备出在高温与低温下的电化学性能均表现良好、能量密度高于200wh/kg的锂离子动力电池。产品具有可高倍率充放电、耐低温、安全可靠、使用寿命长等优点。开发出的不燃烧电池,解决了电池热失控的问题,电池的安全性得以提高,产品已经完全达到了项目预期的所有技术指标,并已基本具备产业化能力。项目已获得的发明授权专利有24件。
[成果] 1700450548 广西
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:18650-2800mAh型号容量电芯的正极材料大都采用克容量165mAh/g(电压上下限4.35-2.75V),压实度4.2g/cm<'3>的钴酸锂系列锂离子电芯,因为钴酸锂材料的颗粒形貌及分子结构特性决定了它的克容量和压实度,现有的材料在规定的18650型号,通过钴酸锂正极的压实及克容量的调配可以制造出2800mAh容量的圆柱电芯;而为了降低成本,部分厂家在钴酸锂中,添加克容量175mAh/g,(电压上下限4.35-2.75V),压实度为3.9g/cm<'3>的三元材料也可以制造2800mAh容量的圆柱电芯;但是因为型号空间的限制,现有正极材料只能是使用纯钴酸锂或者混合三元制造。而采用钴酸锂或钴酸锂加三元材料作为正极材料的电芯存在如下缺点:成本高、容量低(2750mAh)、循环性能差(0.5/0.5C100周保持率80%以上)。针对现有技术的不足,提供一种新型圆柱锂离子电池电芯。技术原理及性能指标:该发明技术技术成果属于锂离子电池技术领域,涉及一种新型圆柱锂离子电池电芯及其制备方法。技术指标:克容量192mAh/g;容量2800mAh;循环性能0.5/0.5C 200周保持率80%以上;负极石墨(活性物主材)含量)95.5%;溶剂使用量30%。技术的创造性与先进性:该技术将18650-2800mAh型号容量锂离子电池电芯的容量由现有0.2/0.2C充放容量2750mAh提升到了2800mAh以上。通过配方革新及三元性能改良(通过提升镍钴铝酸锂克容量到192mAh/g,电压上下限4.35-2.75V,压实度到3.6g/cm<'3>),将现有钴酸锂或钴酸锂加三元的高成本、容量低(2750mAh)、循环性能差(0.5/0.5C 100周保持率80%以上)的正极体系,完全替换为纯三元(镍钴铝酸锂)低成本、容量高(2800mAh)、循环性能优越的0.5/0.5C 200周保持率80%以上的正极体系。同时,负极石墨(活性物主材)含量由原来的93.8%大幅提升到95.5%,这样可以在18650型号电芯定量的空间里装入更多的活性成分做出更大容量的电芯,且电芯的性能符合国家要求。该新型电芯制备方法中配料的溶剂使用量由原来的33%,减少到30%,涂布的效率提升3%(浆料溶剂含量减少,涂布时极片容易干燥),涂布温度由原来的平均120℃,降低到现在的115℃,能耗降低4%。同时,在正极材料的配方中独立添加占正极材料总量的0.1-1%的草酸,可以中和三元的碱性,减少浆料吸水、增强浆料的流动性,提升涂布的稳定性,保障电芯的容量一致性,涂布后草酸受热分解,不影响电芯的材料配方比例和综合性能。技术的成熟程度,适用范围和安全性:采用该创新技术和新工艺所生产的“一种制备圆柱18650锂离子电池”,经检测,各项技术指标符合GB/T-31484-2015、GB/T-31485-2015、GB/T-31486-2015、QC/T-743-2006等相关电池标准标准要求,经销售及消费者使用,市场反映强烈,深受新能源领域界的欢迎。具有科技含量高,工艺自动化程度高,属无污染的环保产品项目。高能量密度、长寿命,广泛应用于电动汽车、物流车等。无“三废”排放。劳动保护及安全防护均可在常规范围内按国家有关规定办理,无须特殊处理。应用情况及存在的问题:该发明工艺技术所制造的锂电池产品具有应用广泛,市场前景十分广阔。所开发的产品将应用于新能源汽车的动力源,已进入小批量生产。现时主要存在的问题是原辅材料市场价上涨,工人工资大幅度提高,导致销售利润下降等不利因素。历年获奖情况:无。
[成果] 1700440188 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目开发的高能量密度及高功率电动汽车用锂离子电池3.7V34Ah采用方形铝壳结构、改性三元正极材料、改性石墨负极等多项新工艺、新技术,主要性能指标优于国家标准要求,提升产品的质量,提升产品市场的竞争能力。产品适用于电动汽车配套电源,有效解决了电动汽车对高性能动力电池产品的需求难题,为中国社会经济的可持续发展及环保事业的发展起到很好地推动与促进作用,具有十分良好的市场前景。
[成果] 1800120213 天津
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:锂离子电池体系是近些年出现的新型化学电源体系,是实用化电池中具有高比能量的二次电池体系,兼具功率性能好、寿命长等优点。锂离子电池已经应用到电动车上,但要实现其在纯电动汽车领域的广泛应用,还有许多关键的科学和技术问题有待进一步解决。该项目致力于研发锂离子动力电池新型正负极材料体系以及电池工艺,重点解决纯电动发展所急需的高比能锂离子电池的相关科学与技术问题,积极推进锂离子电池在未来电动汽车上的应用。主要研究了:新型高比能富锂正极材料;新型5伏高电压尖晶石镍锰酸锂正极材料;新型磷酸锰铁锂正极材料研究;新型硅基负极材料研究;新型高比能动力锂离子电池技术等。
[成果] 1700440237 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:横店集团东磁股份有限公司是一家拥有磁性材料、新能源等多个产业群的高新技术民营企业,公司于2009年起,开始进军太阳能电池行业,成立太阳能事业部。中国是个发展中国家,由于历史的原因,人口多、底子薄,中国石油、天然气资源相对不足,为减少对煤、石油能源的依赖,转向绿色可再生能源是人类真正的福祉,应积极开发生物质能和其他可再生能源,太阳能是课题组可使用的能源中一次性转换效率更高,并且使用简单、可靠、又经济的新兴能源,具备十分独特的优势。横店东磁的《156高效单晶电池》产品主要性能体现在电池片的转换效率,总体平均转换效率20%,高的转换效率对应着高的电池片功率,相应的对应着电池片的发电状况,应用于高效率的组件市场,主要面对的是一些高端客户。
[成果] 1700630010 湖北
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:锂离子电池因性能优异而成为最广泛使用的电动汽车及电子产品的储能装置,但其与未来电动汽车和电子产品对电池能量密度的需求尚有很大差距。自1990年索尼公司将锂离子电池实现商品化以来,在产业界和学术界持续、深入的研究下其性能得到了大幅提升,使锂离子电池成为目前应用障碍最小的储能体系。然而,随着电动汽车、智能电网及其它大规模储能市场需求剧增,对锂离子电池的能量密度、安全性及制造成本等方面均提出了更高的要求。目前,商品化正极材料(如钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂)倍率性能均不够理想,导致电池功率密度不能满足电动汽车的发展需求;商品化石墨负极材料却因可逆容量偏低而成为制约电池能量密度提升的重要因素。因此,具有高可逆容量和高倍率性能的新型电极材料已成为下一代锂离子电池成功应用的关键。项目研究内容主要涉及高倍率性能锂离子电池正极材料、高容量负极材料结构设计、制备及储锂机理分析:(1)采用水热-烧结法制得一种新型钒酸锂负极材料,通过分析其嵌脱锂过程中的结构演变规律提出了“电化学重构”模型;(2)采用静电纺丝法制得了具有高容量和优异倍率性能的钴酸锌纳米管负极材料,丰富了一维氧化物材料的结构设计方法;(3)通过掺杂(包覆)改性磷酸铁(钒)锂、硅酸铁锂正极材料,在确定掺杂(或包覆)元素存在形态的基础上阐述了材料的高倍率性能改善机制;(4)首次将活化天然石墨作为单一碳源进入碳热还原法合成磷酸铁锂材料工艺中,解决了磷酸铁锂材料/碳正极材料中碳还原活性和包覆碳石墨化度难以同时提高的矛盾。研究工作获得了国家自然科学基金、国家杰出青年基金、湖北省杰出青年基金、教育部重点等项目的资助,研究结果在Journal of Material Chemistry、The Journal of Physical Chemistry C、ACS Applied Materials & Interfaces等刊物上发表SCI论文50余篇,论文被Advanced Materials、Journal of American Chemistry Society等刊物引用1500余次;研究成果获授权发明专利12项,并获得了“湖北高校十大科技成果转化项目提名奖”1项。
[成果] 1700390007 青海
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目针对储能领域应用和需求特点,在已有磷酸铁锂电池制造技术基础上,开展针对性机构设计和工艺研究。以公司自主研发攻关为主,同时加强企业间联合和产学研合作,与拥有专利的同类企业以及大学和科研机构结成专利联盟,开发磷酸铁锂储能电池专利池,从而通过强强联合,壮大自身实力,抢占市场先机,赢得竞争主动权。成果达到国内先进水平。
[成果] 1700440291 浙江
TG7 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:太阳能胶膜主要原料是EVA树脂,添加塑料助剂混炼后经加热挤出成形的产品,在常温下无粘性,便于裁切操作,经加热加压便发生交联固化与粘结增强反应,产生永久性的粘合密封,对太阳能组件起到了增透光、阻水汽、抗紫外线等作用,从而保证了太阳能电池组件的使用寿命,是一种新型的热熔性胶膜。太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分,其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
[成果] 1700440271 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:太阳能及电能远红外烘房,包括烘房本体以及燃气管,所述烘房本体侧面设有控制箱,所述烘房本体上端设有与所述控制箱相连接的光敏传感器以及若干伸缩式液压杆,所述伸缩式液压杆上端通过万向器连接有太阳能电池板,所述太阳能电池板连接有电加热器和变频器,所述变频器连接有热风循环风机;所述燃气管一端延伸至所述烘房本体内,所述烘房本体内设有若干与所述燃气管相连通的红外燃烧装置;所述控制箱还连接有电网、温度传感器以及湿度传感器;所述烘房本体上设有与所述控制箱相连接的排气装置。
[成果] 1800120516 北京
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目采用逾渗理论分析电极浆料的团簇导电性问题,初步建立了电极活性颗粒在电极浆料中电子导电网络的统计模型,并计算了电极浆料电子电导率随电极颗粒含量的变化规律。获得了高导电高分散电极浆料的制备方法。锂离子液流电池的电极浆料是同时具有离子传输和电子传导性质的固液两相混合浆料,主要问题是粘度高、导电性差,提高电极浆料的导电性和颗粒分散均匀性是提高电池系统的比容量和倍率性能的主要途径。电池反应器是发生电化学反应的主要场所,其反应腔高度、结构、密封性能等均会影响电池功率密度的发挥。电池反应器中电极浆料的厚度、面积和流速均可根据使用要求进行调节,或采用不同的串、并联结构,电池的功率和容量也可根据使用需求灵活设计。该项目结合电极浆料的粘度、流动性等特点,对集流体、隔膜、反应腔尺寸、密封性、可操作性等内容均进行综合考虑,设计了多种电池反应器。
[成果] 1700441449 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:项目的主要研究开发内容包括:研究开发新的镍氢电池正负极板材料来提升电池的高温搁置性能。主要是在镍氢电池正负极板制造中,优化电极材料成份,加入添加剂,使电池在充满电状态下,在50℃条件下贮存60天的电池电压仍可保持在1.20V以上。通过优化正负极材料配比以及控制正负极板的厚度,降低电池内阻,使得电池具有良好的大电流放电特性,即高倍率放电性能。实现镍氢电池10C放电容量大于等于标称容量的90%,20C放电容量大于等于标称容量的80%。优化镍氢电池生产工艺和主要技术,实现镍氢电池荷电保持能力、安全性能、循环寿命等主要性能的提升,达到生产效率的提高及生产成本的控制。主要技术指标:该项目的主要技术体现在对镍氢电池高温搁置性能、高倍率放电性能、荷电保持能力、安全性能、循环寿命等主要性能的提升,生产效率的提高以及生产成本的控制。项目的技术路线主要是沿着这几个方向发展,并通过对镍氢电池关键原材料的研究以及镍氢电池生产工艺、主要技术的优化来实现。高温搁置性能即电池在高温环境中的荷电保持能力,电池在充满电状态下,贮存于温度50℃±1℃,相对湿度(65±20)%的环境中。贮存期满后,检测电池的电压。在50℃条件下贮存60天的电池电压仍可保持在1.20V以上。高倍率放电性能主要以10C、20C放电容量为依据。只有极少厂家的个别产品20C放电能放出60%容量以上。安全性能通过过充、过放、短路等安全试验,主要体现在电池是否会爆炸、起火等安全性、可靠性上。循环寿命主要指标是不低于500次充放电循环。
[成果] 1700440055 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:蓄电池行业中的电池盖板需要灌胶处理,点胶工序一般采用人工或者半自动点胶,作业效率较低,且因人为操作因素导致点胶的效果不够理想的情况也时常出现,再加上各类电池型号不同尺寸不等,胶水也会有浪费现象。4500型桌面式多功能自动点胶机,在注胶方式和增加了喂料座两方面进行了改进。在原有产品的基础上,经过研发人员半年多的努力,该产品已经圆满的完成了相关的技术指标:20AH蓄电池,要求≥800只/小时,实测1300只/小时;出胶比例自由调控,要求配比误差小于±3%,出胶量一次控制在0.5ml-50ml,出胶定量误差小于±3%,实测-1.3%~+1.7%;噪声,要求不大于85dB(A),实测76.2dB(A);380 VAC/50 Hz,2.5kW,工作介质为过滤并干燥的压缩空气,介质压力:0.5±0.1MPa,实测均符合要求。并且实现销售额568万元,利税117.8万元。
[成果] 1700441071 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:在传统的极板竖直使用的电池结构外形尺寸不变难适应新标准;但改变外形尺寸,又面临原有市场配套和服务的问题,同时,车厂也需要调整原有设计,成本巨大的背景下。超威电源有限公司作为动力型铅酸蓄电池的龙头企业,另辟蹊径,开发出电池外形尺寸不变、客户接线方式不变、极板水平使用的6-DZM-20水平电池,其目的就是在不改变客户使用条件下,通过结构的创新,提升铅酸动力电池的功率、循环寿命、比能量等关键性能,以适应市场的需求,促进行业的健康发展。
[成果] 1700441081 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:铅酸蓄电池生产过程中,有一道工序是将正极片、负极片、隔板纸组装为极群,行业内通常称之为包片工序。大多数国内企业采用都是手工或半自动包片工序,生产效率低下。因此,公司决定发挥自身的技术优势,研发一款符合国内铅酸制造业需求的、具有国际先进水平的全自动包片机。通过反复的技术方案论证,该项目产品重点对包片机极片自动送料机构、隔板纸自动送料机构、自动取片机构、组装结构、机台结构等机构进行研发,再加上相应的电气控制箱的开发设计以及整套包片叠装技术的研究,最终实现包片机产品的全自动化,从而有效提高极群的包片效率和质量,减少生产人员,杜绝操作人员与极板的接触,符合绿色环保、洁净化生产和循环无碳经济的要求。该项目产品可促进中国铅酸蓄电池行业的转型升级与可持续发展,同时公司所在地浙江省长兴县是全国著名的蓄电池生产基地,对该产品的需求量很大,市场前景非常广阔。
[成果] 1700441042 浙江
[TM91, U46] 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目是2012年浙江省质监系统重点科研计划项目。课题来源与背景镍氢电池作为近年来发展起来的一种新型高能蓄电池,具有无污染、安全性高、高比功率、可循环再利用、长寿命、无记忆效应等优异的综合特性,是唯一规模化,并经过广泛实际验证的电池体系,已取得了巨大的市场成长空间,是公认的混合电动汽车之最佳能源解决方案,成为混合电动汽车用动力电池的首选。在混合电动汽车方面,镍氢动力电池是综合性能最好的电池体系。在已售出的和即将上市的商业化的混合电动汽车产品中,均无一例外地采用镍氢动力电池系统。MH-Ni电池是新型高性能、无污染的蓄电池,欧、美、日本等发达国家都投入了大量的人力和物力对MH-Ni电池、相关材料的技术性能及其产业化方面进行了全面开发。在MH-Ni电池实用化过程中,安全、高效与合理使用问题一直受到高度关注,由于电池使用过程中的过充、过放电对电池系统的可靠性具有较大的影响,故有必要根据电池在不同的荷电状态与温度条件下控制电池的最大可接受的充放电电流及其持续时间;受镍氢电池本身特点及电流、温度、老化等因素对荷电状态的非线性影响,在线准确估计电池组的荷电状态具有很大的难度。关于电池放电容量预测的方法很多,但真正得到推广应用的不多,这是因为电池是非常复杂的系统,特别是在实际使用中,放电过程很复杂,寿命的预测研究一直是电池应用中的难点和热点,电池寿命的预测方法对于各研究电池的行业都有至关重要的作用。研究中的电动汽车电池荷电状态估计方法主要有全充放电试验法、内阻法、EIS法、开路电压法等。技术原理及性能指标:电池循环过程中放电容量的急剧衰减主要有三方面原因,一是V离子等吸氢元素的大量腐蚀溶出,从而造成电解液物性的变化,二是合金结构中其电催化作用的C14Laves相的明显减少,三是合金电极的粉化及表面氧化加剧,并造成有效活性吸氢元素的减少及电池内阻的增大。对于AB5系镍氢电池,电池的寿命及放电容量的预测采用内阻法与密度法相对较好,并辅以Al离子的溶出浓度指标,而剩余容量的预测采用密度法相对较好。对于V基镍氢电池,电池的寿命及放电容量的预测采用内阻法和V离子的溶出浓度变化指标相对较好,而剩余容量的预测采用密度法相对较好。通过以上原理和方法的运用,可在一定程度上提高镍氢电池的检测效率,节省检测成本。技术的创造性与先进性:研究了镍氢电池在循环测试中放电容量与电池内阻、电解液离子的关系。通过微观结构分析,深度研究了电池循环测试过程中,电池放电容量与电池内阻及以上电解液参数之间关系的内在机理,以及电池的寿命衰减机理。研究了单次放电过程中,电池SOC与电池内阻与电解液参数之间的关系。技术的成熟程度,使用范围和安全性;技术尚未完全应用,成熟度还是有待改进,使用范围为企事业单位的检测部门,该技术安全可靠。
[成果] 1700440810 浙江
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目的开展,使得正Ag浆料耗量下降20%以上,电池的转换效率提高0.1%以上,是一种获得高效低成本晶体硅太阳能电池的有效方法,具有显著的经济效益。通过进一步的技术升级可能使正面的Ag电极可以全部用Cu电极替代,太阳能电池的制备成本进一步降低。TCO镀膜电池Ag金属耗量降低20%;TCO镀膜电池转换效率提高0.1%以上;TCO电池组件可靠性不差于生产线普通产品。
[成果] 1700240358 广西
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:在锂离子电池(组)的研究开发中,提高使用安全性问题一直是研究的重点。锂离子电池是以锂离子的储存与释放为电能转换介质。由于金属锂的化学活性极强,加上电池内部使用了可燃性的有机溶剂,锂离子电池如果发生过充电、过放电、外部电路短路或放电电流过大时,电池很容易出现膨胀、漏液甚至爆裂等异常现象,从而导致电池性能恶化甚至失效。如何延长电池使用寿命、提高电池的能量效率和运行可靠性,是锂离子电池研究的热点,尤其是电动汽车产业亟待解决的关键问题之一。要提高锂离子电池使用的安全性,除了合理选择电池本身电极材料和整体结构外,还必须通过电池组外围的集成电路(IC)对电池进行有效的保护和管理。提出高效的数字和模拟电路协同考虑的低功耗设计策略,即基于负载驱动的动态功耗管理技术。当系统正常工作时,基准模块正常工作;当系统处于“待机”状态,关闭基准源中的部分模块,实现了动态功耗管理技术应用。建立了二维导通电阻模型,提出基于衬底偏压电场调制的薄层硅基LDMOS高压器件新结构,通过在P型衬底背面注入N+薄层, 衬底反偏电压的电场调制作用重新分配体内电场, 与常规LDMOS相比,该结构击穿电压提高97%。提出高阶温度补偿基准源,基于温度特性开口方向相反进行补偿,相比一阶补偿常规结构精度提升提高10多倍。实现低功耗、高可靠性锂电池组保护IC 的前后端设计,其主要电学指标达到或优于市场先进同类产品(MAXIM 公司的MAX1665X)。锂离子电池组保护IC能保证电池的安全使用和延长电池的寿命,低功耗、高可靠性是当今电池保护IC的发展趋势,更是满足应用的必然要求,其研究具有重要的实用价值。
[成果] 1800120485 湖北
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:根据全海深载人潜水器设计和建造要求,从材料科学的角度解决锂离子电池应用于全海深环境稳定性与安全可靠性问题。通过对高液压正、负电极的设计与工艺研究,控制电极在电化学过程中的变形量,研制出适用于全海深压力的锂离子电池单体。研发全海深环境下具备监测电压、电流、温度、形变等参数与各项保护功能的电池组管理系统,实现对电池组的智能管理与综合评估。采用充油耐压自平衡电池组结构、耐高液压锂离子电池分选与配组技术、充油热均衡设计、高强度轻质化结构技术、总体优化技术等,完成全海深高能量密度锂电池组的成组与结构设计;从宏观和微观角度深入研究电池能源系统全寿命周期的安全因素,建立深潜器电池能源系统的全寿命周期安全性能科学评估体系与控制策略。最终提供适用于全海深载人潜水器的电池组系统,完成海试验收。
[成果] 1700580057 江西
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于能源技术领域的能源转换和储存新技术类。该项目针对传统锰系材料存在循环性能差、比容量低,材料结构不稳定、存储性能差等世界性难题,在国家自然科学基金、国家科技部入园入企项目、国家发改委产业化项目、江西省重大高新产业化项目、江西省重大科技专项等10余个项目资助下,发明了具有完全知识产权的新型富锂锰基正极材料,解决了制约新能源电动汽车发展的瓶颈问题,为动力电池的技术升级提供了技术保障。该项目的主要发明点如下:(1)发明了富锂锰基正极材料,合成材料的循环性能及高温储存性能优异。开发了Ni-Mn-Ti固溶技术,强化了材料的结构稳定性,实现了在常温下循环2450次,依然保持在84.5%的初始容量;在高温55℃下循环185次的容量保持率达92%,在充电截止电压4.2V、60℃高温下保存7天的容量保持率为102.17%,克服了传统锰系材料的常温循环性能、高温循环性能及高温储存性能差的不足。(2)解决了传统锰基材料放电比容量偏低的缺点。该发明优选富锂结构,通过Ni2+活化Li2MnO3结构形成有序固溶体,精准控制合成工艺,Li+电化学活性较高的,综合性能良好的正极材料,该材料在2.7V-4.6V之间充放电,能够获得245mAh/g的高比容量。(3)提升了富锂锰基材料低温性能。通过Co3+的有序掺杂,产生有序离子空位,增加空位载流子浓度,大幅提升富锂锰基材料的离子电导率,实现了对材料结构的有序控制,保障了富锂锰基正极材料在-20℃温度条件下,放电比容量能够达到常温放电容量的75%。(4)发明了材料合成过程中的混料、破碎、窑炉加热等装置,开发了高效的富锂锰基正极材料烧结系统,保障了富锂锰基正极材料产业化生产质量的稳定。该项目核心技术获国家发明专利2项,实用新型专利6项,江西省新产品1项,制定产品技术标准1项,发表核心期刊论文50余篇,培养出博士、硕士20余人。项目成果经江西省工信委组织专家鉴定,达到国际先进水平,并获得宜春市科技进步一等奖。该项目发明的富锂锰基正极材料率先在国内外实现了产业化,在江西江特锂电材料有限公司新建了年产2000吨的生产线,产品在远东福斯特新能源有限公司、江西中投新能源有限公司、江西科慧新能源有限公司等10余家企业得到应用推广。该项目发明的富锂锰基正极材料,具有长寿命、耐高电压、高比容量等特点,将促进中国动力电池技术发展和自主创新能力提升,为中国动力电池产品全面竞争国际市场奠定强有力基础,推动了江西省战略性新兴产业中新能源电动汽车及动力电池产业的高速发展。
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