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[成果] 1800140240 河南
TQ164 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:宝石级无色大单晶金刚石(IIa型金刚石)是人类发现的硬度最高、导热率最大、物化性能最稳定、光学性能优异的材料,综合性能是所有材料中所罕见的,因此被成为“材料之王”,广泛应用于精密机械、电子、仪器仪表、通信、新材料和高档首饰等方面。但是,无色单晶金刚石对生长条件要求苛刻,在天然金刚石中的比例非常少见,大尺寸金刚石更是罕见,因此价格昂贵,这严重限制了无色透明金刚石在大功率激光器、微波通讯、红外摄像系统、快速分析、精密或超精密机械加工等方面的应用。 为了弥补宝石级金刚石的市场不足,人造宝石级大单晶金刚石因运而生,随着大单晶宝石级金刚石合成技术的进一步提高和成本控制,金刚石的应用范围和市场将会扩大到大功率激光器、微波通讯、红外摄像系统、快速分析、精密或超精密机械加工等领域。公司依据近年来国内外首饰用钻石市场需求,下达开展宝石级无色单晶金刚石的研发与产业化任务,该项目的开展,旨在改善公司产品结构,提高经济与社会效益。 项目产品经济技术指标主要如下:金刚石合成块单块产量达10~12克拉;无色单晶金刚石净度>SI;无色单晶金刚石颜色>H;无色单晶金刚石晶型完整、规则;无色单晶金刚石优质比:>70%; 从2014年起,项目所生产的无色单晶金刚石的纯度、透度、净度、晶型等品质能够满足高档首饰领域的应用,受到国内外客户的一致好评,经济效益明显,社会效益显著,为周边民众提供500左右就业岗位,推广应用前景十分广阔,近三年来实现销售收入13800万元。项目产品为客户累计实现新增销售收入17615万元,累计实现利润2510万元。 该项目的实施能迅速填补天然金刚石不足的空缺,具有广阔的市场前景,且该项目实施后,关键技术的研发与应用将有效提高中国超硬材料制品的影响力,推动中国超硬材料行业由低端产品生产向中高档产品发展,有力促进中国装备制造水平及工艺加工精度,为中国工业制造提供基础保证。
[成果] 1800240303 江苏
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目为用于电子产品的石墨散热膜材料,产品具有高导热系数、高拉伸强度、高粘着力、高保持力,并且具有耐弯折性、易模切加工等特殊功能,该产品广泛应用于消费电子行业,如智能手机、平板电脑等移动设备,是其导热散热组件的核心部分。 一、技术内容: 该项目采用独有的超高温、可控卷状烧结核心技术,合成超长人工石墨散热材料,其特有的一次性成型方法,大大提高了生产率,有效的降低了能源消耗,特定分子结构和功能设计,结合热处理工艺,使得产品中石墨晶体高度有序、结构规整,减少晶格缺陷,形成完整的散热网络,提高了产品的散热性能;采用无尘精密涂布技术,实现了生产环节可控的高精密度,确保了散热材料的高洁净度,采用膜厚在线自动测量系统,有效提高了良品率和产品质量。 二、项目已授权专利与获奖情况: 通过技术集成和创新,公司在产品设计、设备选择与改进、规模化生产设计等方面均进行独立研发,拥有该产品的所有核心技术,共申请专利30余件,已获得授权发明专利8件和授权实用新型专利11件。项目产品获得以下荣誉及奖项:①2012年通过了江苏省经信委组织的省级新产品新技术科技成果鉴定(证书号:苏经信鉴字【2012】994号);②2013年获得江苏省科技厅“江苏高新技术产品认定证书”(编号:130585G1536N);③2013年获得江苏省经信委颁发的“江苏省级优秀新产品金奖”;④2014年获得江苏省科技厅“科技支撑计划(工业)项目”(编号:SBE2014000740);⑤2014年获得国家科技部“国家火炬计划项目”(项目编号:2014GH030269)。 三、技术经济指标: 1、技术指标:项目产品导热系数大于1800W/(m2k),并且耐高温强度达400℃,抗拉伸强度达40Mpa,热扩散率9~10cm2/s,密度为1.9g/m3,比热容(50℃)为0.85J/gK,耐弯折性能(R5/180°)超过30000次,使产品具有优良的散热性能和后期易于模切加工的优越性。 2、经济指标:该项目自2012年2月启动研发及产业化工作,于2016年2月完成项目整体建设并形成规模化生产,该产品至2017年12月底已累计完成销售11747.66万元,获得利润1762.15万元,缴税693.56万元,创汇150万美元。 四、应用推广及社会效益: 该项目围绕石墨散热材料的高导热性、高拉伸强度和耐弯折性等技术进行创新,指标先进且具有多功能化,最终实现电子产品的石墨散热膜材料的重大技术的突破,形成规模产业化,主要体现在关键部件的国产化和多功能化,特别是高端散热组件的产业化,实现国内自主配套,提高国内超精密加工的基础工业水平,打破三星、美国eGRAF等国际知名企业的垄断,促进行业整合与技术进步,完善该省消费电子产业链,符合国家提出的关于加大新材料开发的重要目标。该项目实施后已新增就业岗位80个,公司上市材料已提交,预计2018年下半年在深交所创业板上市。
[成果] 1800180041 上海
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:作为最有前景的储能设备,高能量密度、高功率以及长寿命的下一代锂离子电池的发展将进一步打开锂电池应用的更广阔空间,从而满足社会发展对高效绿色能源储存的需求,对低碳可持续发展相关的能源和环境领域都有重要意义。 该项目紧密围绕解决高容量锂离子电池负极材料循环过程中的剧烈体积变化引起容量衰减这个关键科学问题展开。研究对象主要聚焦在石墨烯纳米片负载片状高容量锂离子电池负极材料(过渡金属氧化物为主,金属硫化物为辅)形成的“三明治”片片负载复合电极材料,以及碳纳米管完全包覆的高容量锂电池负极材料(锡基材料为主,硅基和过渡金属基材料为辅)。总体研究思路是,在探索锂离子的插入、析出、扩散和储存的动力学过程和机理的基础上,通过石墨烯片片负载复合结构的两种组分的最优结构相亲性以及碳纳米管完全包覆对填充高容量负极材料的限域作用和内部剩余体积空间自然缓解储锂体积膨胀的优势,发挥两种组分最大协同作用,搭建高效输运锂离子和传导电子的电极界面,从而较为成功地解决锂离子电池高容量负极材料在循环过程中由于锂的脱嵌所导致的体积变化引起的非本征衰退的关键科学问题。 按照解决该问题学术思路的发展过程,该项目通过两部分内容来阐述有效解决锂离子电池负极材料上述问题的方法: (1)利用改良石墨烯纳米片材料,通过表面基团的功能化,在其表面引入与石墨烯纳米片结构具有最大亲和协同作用的纳米片形貌的金属基电极材料,形成片片相隔复合电极材料,这一石墨烯复合材料的“面面”结合,相对常见的石墨烯负载纳米粒子的“点面”结合,能够发挥更好的协同功效,即可防止石墨烯薄片的团聚,保持其少层结构带来的高电导、大比表面等优点,又可高效提高负载高容量金属基电极材料耐受大体积膨胀的结构稳定性。(Nanoscale,2011,他引215次;Journal of Materials Chemistry,2010,他引174次;ACS Applied Materials& Interfaces,2013,他引125次;Nanoscale,2014,他引74次;以上4篇均入选ESI高被引论文;Journal of Materials Chemistry,2011,他引69次); (2)通过将高容量负极材料引入到碳纳米管的管腔内部,获得碳纳米管完全包覆的复合材料体系,通过碳管的限域作用和碳管内部的空心体积空间来自然缓解电极材料储存大量锂离子时伴随的大体积膨胀,从而防止电极结构的粉化,提高其在反复充放电过程中的结构稳定性,并提出了相关锂离子插入、析出和储存的机理。(ACS Nano,2011,他引144次,该论文入选过ESI高被引论文;Advanced Functional Materials,2013,他引46次;Journal of Materials Chemistry,2011,他引87次)。
[成果] 1800180074 上海
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于信息功能材料领域的基础研究。石墨烯具有独特的二维结构、优异的电学特性,在电子学领域具有广阔的应用前景。制备出高质量石墨烯材料是电子学应用的前提和基础。该项目系统深入地开展了化学气相沉积法(CVD)制备高质量石墨烯材料的基础研究,在晶圆级高质量石墨烯材料生长方面取得创新性研究成果,在国内外产生重要影响,得到了包括石墨烯的发现者、诺贝尔物理学奖获得者A. K. Geim教授等的高度评价和引用,推动了石墨烯材料制备科学和技术的发展,为电子学应用奠定了要基础。主要科学发现点包括: (1)国际独创石墨烯单点核心控制,实现英寸级石墨烯单晶快速生长。发现Cu85Ni15合金衬底石墨烯等温析出物理新机理,通过局部碳源控制,在国际上首次研制成功1.5英寸石墨烯单晶晶圆。通过单核控制制备石墨烯单晶晶圆被认为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现,对于推动石墨烯在微电子领域的应用具有重要意义,研究成果发表在《自然?材料》上。中国科学院成会明院士评价该项工作为“2016年中国高质量石墨烯制备方面两项最重要成果之一”。 (2)率先开展六方氮化硼(h-BN)表面石墨烯直接生长研究,并在石墨烯气相催化生长与六方氮化硼制备研究取得重要进展。国际上首次实现h-BN表面高质量石墨烯晶畴CVD生长,揭示石墨烯形核、取向、气相催化相关机理,获得极高电学质量的CVD石墨烯,室温霍尔迁移率超过20000cm2/Vs。同时,在国际上首次通过在铜衬底中固溶镍,成功制备出高质量单层h-BN单晶畴。相关成果两次发表在《自然·通讯》上,获得包括诺贝尔奖获得者A. K. Geim教授、碳纳米管的发现者S.Iijima教授等知名学者以及9篇综述性论文的点名图文引用和高度评价。 (3)系统阐明半导体元素衬底催化石墨烯生长物理机制,在国际上首次报道半导体Ge基石墨烯CVD生长。发现锗晶圆、液态镓等半导体元素衬底表面催化功能与石墨烯成核生长物理机制。率先在国际上报道半导体兼容锗晶圆上石墨烯研制,引起韩国三星等知名研究机构跟踪研究,被Chem. Soc. Rev.等知名综述期刊多次点名引用。 该项目制备的石墨烯材料成功实现石墨烯电子学应用,获得截止频率高达150 GHz的石墨烯射频晶体管。该项目成果发表的8篇代表性论文(包括《自然·材料》1篇,《自然·通讯》2篇),共被他引619次,其中SCI他引520次。获得包括《科学》等著名刊物的多次引用,《自然·材料》新闻和观点栏目予以专文报道。获邀在重要国际学术会议上做邀请报告20余次,获授权专利59项(国内授权56项,国外授权3项)。 项目组成员获国家自然科学基金委员会优秀青年基金、中组部“万人计划”青年拔尖人才项目资助。
[成果] 1800220296 安徽
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:超级电容器是一种主要通过正负离子在多孔材料表面的吸附和脱附来实现充电和放电的储能器件。与锂电池相比,超级电容器具有充电速度快和使用寿命长等优点。但是,超级电容器较低的能量密度制约其推广应用。中国已把超级电容器关键材料的研发列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。如何对多孔碳的结构进行精细调控是一个富有挑战性的难题。在3项国家基金和1项教育部新世纪人才项目的资助下,该项目取得了如下主要成果。 (1)建立了高效制备石油焦基微孔碳材料的新方法为了实现对反应物进行气氛保护、高效均匀加热、温度在线测控和降低微孔碳制备成本的目的,该项目开发了微波快速加热氢氧化钾活化石油焦制备微孔碳材料的新方法。微波加热时间约为常规电炉加热时间的15%,节能效果明显。所得材料中的微孔为离子吸附提供了大量活性位,作为超级电容器用电极材料显示了高达342.8 F/g的容量,超过了商品微孔碳的容量。实现了石油化工副产物的高附加值利用。 (2)建立了高效制备生物质基中孔碳材料的新方法为了使有机电解液中直径较大的离子或离子簇被多孔碳吸附,亟需建立制备具有较大孔径的中孔碳(孔径介于2-50 nm)的新方法。该项目提出了一种以氯化锌为造孔剂通过微波高效加热生物质制备中孔碳材料的新方法。由高中孔含量(达99.0%)的中孔碳制造的超级电容器在有机电解液中的能量密度约为水系电解液中的3倍。实现了中孔碳的低成本制备和农业废弃物稻壳等的高附加值利用。 (3)建立了高效制备沥青基分级多孔碳材料的新方法为了适应不同电解液体系对多孔碳材料孔径的要求,亟需建立制备兼有微孔和中孔的分级多孔碳的新方法。 该项目首次建立了以颗粒状纳米氧化镁或氧化铁为模板耦合原位活化煤焦油沥青制备分级多孔碳材料的新方法。石墨烯作为一种薄片状的新型碳材料,是主导未来高科技产业竞争的战略材料。但是,石墨烯薄片制备成本高且易堆叠,限制了其推广应用。该项目分别提出了制备相互连接的中空多孔石墨烯球和具有褶皱的石墨烯纳米片的新方法。所得球形或褶皱的薄片不仅防止石墨烯片的堆叠,而且薄片上大量的孔为离子的吸附和传输提供大量的活性位和通道。上述材料可以满足不同电解液体系对材料孔径的要求。解决了石墨烯材料制备工艺复杂、成本高等难题。所得石墨烯材料具有高的比表面积(达3449 m2/g),超过了单层石墨烯的理论值(2630 m2/g)。由石墨烯材料制造的超级电容器在离子液体电解液中显示了高的能量密度(143 Wh/kg)。实现了石墨烯材料的低成本制备和化工副产物的高附加值利用。 该项目发表论文50余篇。8篇代表论文均发表在国际主流学术刊物上,2篇入选ESI高被引论文,2篇被选为刊物封面。8篇代表论文共被他引592次,其中SCI他引541次,单篇最高他引120次。申报人已获授权发明专利14件。
[成果] 1800140094 河南
TG743 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目产品属于新材料技术领域,主要用于柴油发动机燃油喷射系统关键零部件的高效精密加工。燃油喷射系统是柴油发动机的心脏,其质量的好坏直接影响发动机的性能,而喷油嘴偶件作为机加工中最精密的精密微小零部件之一,其好坏将严重影响发动机的性能,且对加工技术、加工工艺的要求都是较高的,如喷油嘴针阀体中孔:圆度0.5μm,粗糙度Ra0.1μm,直线度1μm,孔径公差±2μm;喷油嘴针阀体座面:圆度1μm,粗糙度Ra0.2μm,角度公差±10′;且是内圆磨削加工,因此加工难度很大。并且砂轮非常小(外径3~6mm,内孔仅1.5mm)、重量低(0.5g左右)、外圆沿轴向有0.3mm宽的冷却槽、接杆轴沿轴向开有直径0.6mm的中心内冷却孔,且工件的加工质量和砂轮耐用度要求均较高。上述系列关键技术国内尚未解决,国内市场以进口砂轮为主,主要采用瑞典UVA公司和德国巴米勒公司生产的中孔座面磨床。在项目启动前,主要配套使用瑞士麦斯特(Meister Abrasives)和德国史麦芽(ALFONS SCHMEIER)的砂轮。 基于以上迫切的市场需求,项目组从砂轮配方设计、结合剂性能、成型工艺技术及砂轮加工技术等多项关键技术开展研究工作,开发出以喷油嘴针阀体中孔、座面专用陶瓷CBN内圆磨砂轮为典型代表的系列陶瓷CBN内圆磨产品并实现了产业化。 关键技术及创新点: ①砂轮配方优化设计技术,解决了内圆磨削砂轮高自锐性要求,与形状保持性要求很难均衡的问题。 ②高性能陶瓷结合剂改性与制备技术,解决结合剂不适用于内圆磨削的问题,开发出具有较好综合性能的内圆磨用陶瓷结合剂。 ③陶瓷CBN砂轮注射成型技术,解决小直径、低重量内圆磨砂轮均匀成型难的问题。 ④陶瓷/(树脂+固体润滑剂)渗浸磨粒固结工艺技术,提高磨料把持能力、改善砂轮与工件的接触状态、起润滑、抗粘附效果,有效地降低磨削热、磨削力,改善砂轮磨削性能。 ⑤小直径接杆轴精密加工技术,通过低加工抗力的加工装备、工装及工艺的设计,实现了小直径接杆基体精密加工。 ⑥陶瓷CBN砂轮工作层激光开槽加工技术,通过激光开盲槽技术的创新性应用,实现了高硬度、高脆性工作层上盲槽的高效切割。 项目产品经国家磨料磨具质量监督检验中心检测,达到了项目规定的制造精度指标要求;经用户使用表明,各项性能达到或接近国外同类产品水平,完全可替代进口满足国际市场;经河南省科技厅组织专家鉴定:成果居国际先进水平。 已建成年产3000万元的生产线,近三年实现销售收入6422.94万元,创利2248.00万元,税收1541.42万元;打破了国外技术封锁和产品垄断,每年可为下游企业间接创造效益数十亿元;提升了行业自主创新能力和核心竞争力,推动了超硬材料制品结构调整与产业升级。
[成果] 1800130027 北京
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2018
成果简介:无人机、航模等高功率设备要求锂电池既具有高输出功率,满足高速飞行和爬升;又具有高能量密度,满足更长的续航时间。然而,能量密度与功率密度是锂电池体系的一对矛盾体,高能量密度电池正极材料负载多,导电剂用的少;而高功率电池则导电剂含量高,正极材料负载量较小。因此,开发同时兼具能量密度和功率密度的正极材料满足高功率锂电池的能量密度和大电流输出特性是行业内亟待解决的难题。 该项目产品是国内首款针对无人机、航模、启停电源等高功率锂电池市场用高能量、高倍率钴酸锂材料,综合性能优于国际同类产品,成为行业内的标杆产品,在产品和技术方面形成了系列重要创新: (1)率先开发出国内首款无人机用高能量、高倍率钴酸锂正极材料,在满足无人机等高功率电池对高输出功率要求的前提下,质量能量密度提升20%以上,体积能量密度提升25%以上。25C大电流放电特性远优于国内同类竞争产品,最高实现60C大电流放电;循环寿命2000次容量保持率>83%,远超国内外同类产品水平(1000次容量保持率>80%),已成为大疆、高巨创新等消费类无人机厂商及先进军用无人机的首选供应锂电正极材料。 (2)构建单晶型高倍率钴酸锂材料,提升材料压实密度。采用多元素、多价态协同共掺杂及锂活性化合物修饰改性技术,提升单晶型材料的锂离子扩散系数,且高温存储特性更优良。 (3)设计了新型的Core-Shell结构,实现了倍率型材料的高电压应用。采用壳层多元素协同修饰改性,核层、壳层紧密融合,抑制副反应,避免循环过程中壳层脱落,提升循环寿命。 项目加强了知识产权保护,申请11项专利,已授权2项发明专利、2项实用新型专利;已发布1项国家标准和1项行业标准。 产品应用领域包括:(1)无人机市场,(2)航模、航拍,(3)储能,(4)车用启停电源等。产品已大批量供应韩国KOKAM、日本Toshiba、天津力神、亿纬锂能、比克、维科、惠州赛能、西安瑟福等电池企业,国内市场占有率高达60%,至今销售额累计超过12亿元,经济效益显著。该项目产品实现了高能量、高功率锂电池的升级换代,拓展了应用领域,引领国内锂电材料制造向无人机等高技术产业发展。
[成果] 1700680137 福建
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:科学技术领域:该项目技术属于高能量密度、高安全性、循环性能好、存储性能好和低成本的锂离子电池负极材料技术领域,主要涉及极限石墨研究与开发。主要技术内容:该项目旨在满足市场对锂离子电池高能量密度的要求。具体技术路线如下:通过大小颗粒搭配改善动力学,两种前驱体优化循环、膨胀,特殊的表面调制过程改善副反应,提升低温充放电性能;定制的颗粒粒度分布,提升颗粒填充率,改善压实密度,降低成本;通过降低粒径,实现降低动力学的损失,维持与原有石墨相当的压实密度;优化石墨化炉的电流分布,提升整体的石墨化度,保证足够的克容量;改善石墨形貌,降低石墨压缩的阻力,提升压实密度,保证了工序性能;技术经济指标:该项目新研发的极限石墨技术,为公司原创,性能领先于同行业水平。旨在克服原有石墨缺陷,考虑能量密度,动力学及循环三者之间的平衡,将石墨阳极能量密度提升到570Ah/L,已基本达到石墨的极限,提升全电池首次效率到95%,保证克容量>365mAh/L,阳极密度达到1.9g/cc,完成能量密度为800Wh/L电池的研发目标。同时保持适当的充电能力。该项目主要应用于PAP,华为,小米,OPPO等主流客户上,且超过50%的公司model。该产品技术相比之前成本更下降20%。 应用推广及效益情况:高效安全生产与科学管理:该项目由该公司独立承担研发,实行项目经理负责制,因核心工艺设备均为自主创新,在中试线到大型生产线的设计上,均有技术研发团队进行指导,严格落实安全高效生产。保护自然环境与安全环保:该司在生产锂离子电池的过程中,涉及的材料、生产工艺均为无毒无污染材料,三废排放小于绿色环保的聚合物锂离子电池生产水平,对生产环境以及周边环境均无不良影响。带动就业与增加税收:该项目不仅为公司研发技术人员提供了新的技术方向,还对扩大内需、减少裁员、增加政府财政收入、构建和谐社会同样具有极大意义。
[成果] 1700650091 安徽
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:1.主要技术内容 1.1研究各种织物和导电金属的特性,确立了织物+导电图形的可穿戴电路形式。 1.2摸索了一套制造柔性选择性导电零件的工艺路线。通过精密图形转移技术在覆有多层金属的柔性纺织材料上形成所需要的电路图形,再利用精准蚀刻技术将金属层进行精准去除与保留,使其同时满足导电和绝缘需求。用此方法制作的“选择性传导织物材料”,实现了纺织物和线路板优点的完美结合,完全满足苹果公司的要求。采用了具有优良导电性能的银作为传导介质,但是银的惰性在满足材料导电性、耐用性需求的同时也大大增加了蚀刻工艺的难度。解决的技术难题包括,快速、精准地将银从纺织物上剥离形成特定图形并且保护织物不受损坏;在杜绝褶皱、可控伸缩情况下,借助织物让电路图形实现超薄、耐折叠、透气等特性。 1.3研发全套高精度低成本高速生产流水线,满足了产能要求。整合了纺织与化学的优点,采用RTR(卷对卷)水平线加工方式,结合图形转移、精准蚀刻、激光切割工艺,涉及到了光学、电气自动化、机械传动、化学、数学建模、软件补偿、信息管理等多种工程技术,有效地解决了生产过程中材料难蚀刻、难清洗、易折皱、精准度不够的问题,使产品生产效率提高,且产品合格率达到了97%以上。 1.4演进出织物精密图形电镀新技术,科学编排工艺顺序,突破选择性电镀难题,摸索新颖的纺织材料物理敏化技术,大幅度提高金属涂层与基底的结合力,使得穿戴电子产品的柔性电路成为可能。 2.专利情况已授权:实用新型:激光切割机,专利号:ZL.201420870432.3;实审中:发明:一种图形导电材料、电子设备,专利号201510702533.9;激光切割机及柔性材料卷切割方法,专利号201410853959.X;国际专利:一种图形导电材料、电子设备,国际申请号PCT/CN2015/091322;一种图形导电材料的制备方法,国际申请号PCT/CN2015/100183。 3.经济技术指标自2015年9月份量产至今,该产品实现累计销售额10933万元,累计利润总额3877.46万元,累计缴纳税收2438.37万元。 4.应用推广情况该公司的智能终端用选择性传导织物产品已成功应用于美国苹果公司的智能键盘Smart Keyboard中,由卡士莫实业(东莞)有限公司负责组装,是其产品中的核心部件,该产品已在全球销售约300万套,单价为1200元,销售额约36亿元。织物+导电图形的电路形式的确立,有望开辟可穿戴电子产品的新纪元。
[成果] 1700470070 北京
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:研究目的:锂离子电池已广泛应用于消费类电子产品、电动汽车等领域。自1991年商业化以来,提升电池能量密度一直是行业努力的方向,而开发新型高容量电极材料是关键。锂离子电池主要采用石墨作为负极材料,其理论比容量为372mAh/g,高端石墨产品比容量已达360mAh/g,难以进一步提升。硅基负极材料室温理论比容量为3589mAh/g,远高于石墨材料。此外,硅基材料还具有储量丰富、成本低廉、环境友好等优势,被行业公认为下一代锂离子电池负极材料的首选。该项目致力于硅基负极材料的研发及产业化推广。 主要技术创新点:团队于1997年在国际上首次将纳米硅材料应用于锂离子电池,申请了首个发明专利且获授权,共有6个专利已授权;于1999年在国际上发表了首篇纳米硅负极材料应用于锂离子电池的科研论文。之后,一直致力于硅基负极材料的产业化推进。主要技术创新点如下:1)解决了纳米硅制备及与碳均匀复合的问题,纯纳米硅材料嵌锂过程具有超过300%的体积形变,难以直接应用。团队通过自主设计用于制备纳米硅的设备,获得了颗粒尺寸小、粒径分布范围窄、表面氧化程度小的纳米硅。同时,通过引入融合、气相包覆等工艺优化复合结构与包覆层,成功获得了成本低、首效高、循环性能良好的硅基负极材料;2)解决了氧化亚硅材料首周效率低问题:氧化亚硅材料循环性能较好,但首周效率较低。团队通过自主研发设备,从原材料制备入手调控氧化亚硅的原子结构,抑制其不可逆嵌锂过程。同时通过精细化表面包覆、严格控制生产工艺,最终成功的制备了高首效,循环稳定性优异的硅基复合材料;3)解决了硅基负极材料工程化制备过程中的技术难题:采用自主研发设计的中试生产线,突破了材料批量制备的技术难题,成功实现了硅基负极材料的工程化制备。已掌握500公斤/批次稳定制备技术。 产生成果的价值:锂离子电池市场庞大,采用高容量的硅基负极材料锂离子电池质量能量密度可提升8%以上,体积能量密度提升10%以上,同时每kWh电池的成本下降至少3%。因此,硅基材料具有非常广阔的市场前景。据高工产研锂电研究所统计,2016年中国负极材料产量为12.25万吨,产值66.39亿元,其中石墨负极占90%。据中国产业网预测,到2020年,全球锂离子电池总量将达到200GWh,其中电动汽车用动力电池100GWh,3C类产品50GWh,其他应用50GWh。如10%的动力电池、20%的3C产品采用硅基负极材料,至少将需要2.4万吨硅基负极材料,产值将达21亿元。
[成果] 1700530016 安徽
TF065.12 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于炼焦科学技术领域。主要内容:干熄炉酎火砌体结构及关键新型耐火材料技术研发与应用干熄炉转化设计砌体结构及材料性能不能满足高炉的连续运行要求。该问题是冶金行业共性难题。2010以来,马钢在干熄炉耐火砌体结构及关键新型耐火材料技术创新方面取得了系列技术成果,将年修周期由设计1-1.5年延长至3-4年、中修周期由4年延长至6年以上,在国内、国际干熄焦领域,该项目较早且系统地从影响干熄炉炉体寿命问题持续研究,取得4个关键技术的发明与实用新型专利,并有2个专利网上受理公示、5个专利正在申报受审之中,研发与应用水平在国内、国际处于领先水平。主要内容:炉口砌体及新型水封装置技术开发。嵌入式砖槽的发明设计,避免与高温直接接触;设计新型浇筑预制水封槽装置。解决了炉口水封槽装置寿命短的问题,从当年设计的半年寿命,延长到2年以上安全运行能力。环形气道砌体结构技术进步与及膨胀约束工装开发。环形气道砌体新型咬合设计及膨胀约束工装技术,有效抵抗储焦张力和低料位装焦热冲击,同时提高循环风道严密性,两大技术保证大型干熄炉环形风道寿命由不足2年延长到6年以上。斜道支柱砖型技术开发与新型耐火材料研发。斜道支柱双砖咬合结构设计技术,提高斜道支柱结构的稳定性;新型红柱石斜道支柱砖材料研发,其高强、高热震稳定性能填补斜道区耐火材料技术空白,斜道支柱可由原来1.5-2年提高至3年以上;研发耐磨涂抹料配套使用,有效延长斜道支柱砖至4年以上寿命;耐材制品高温使用性质的改进,以及高强度、低膨胀耐火泥保证火泥的研发与应用,系列技术解决斜道区制约炉体寿命的短板。冷却室新型耐磨材料技术开发与应用,复合相抗剥落耐磨型新材料的研发与应用,解决了冷却室磨损难题。高温烟气通道新型耐火砌体设计。设计干熄炉与锅炉之间高温烟气通道耐火砌体组合砖结构,解决浇注料的脱落问题。使用寿命由1.5年延长至4年以上。炉体多段立体式吊顶维修技术开发与应用。独创性地开发了多段立体式吊顶维修技术,有效缩短检修时间、延长运行周期。炉体检修工期由39天缩短到25天。
[成果] 1700470472 北京
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于纳米炭材料、无机非金属材料、电化学能源存储研究领域。旨在以动力电池负极用纳米炭、炭基金属(氧化物)纳米复合材料为主要研究对象,围绕如何提高负极材料容量、倍率性能和循环寿命开展了材料结构设计、形态控制和电化学性能研究,探索材料微观结构、界面对电化学性能的影响,获得规律性研究结果,为构建新颖结构、电化学性能优异的新型动力电池负极材料开拓了新途径。主要科学发现点包括: 1.提出了一条合成核壳型炭包覆过渡金属(氧化物)纳米结构的新途径——共炭化方法,实现多种纳米炭材料和炭/纳米金属复合材料的大量制备;阐明氧化作用下纳米金属在碳壳限域空间内的扩散、逸出机制,获得扩散模型及空心核壳结构的控制方法;确立碳壳限域空间及空心结构对电极容量、倍率性能和循环稳定性的影响机制,为高性能电极材料开发提供新思路。 2.针对炭负极材料高倍率充放电可逆容量低、衰减快的问题,从改善锂离子的扩散动力学入手,设计出多种适于Li+嵌入/脱出的新型高性能炭负极材料(膨胀中间相沥青炭微球、一端开口的鱼骨型四边形纳米碳管及多孔纳米炭片等),明晰了材料形貌、结构与其电化学性能的构效关系,为高倍率炭负极材料的设计奠定了基础。 3.开展了石墨烯纳米片的制备、组装以及石墨烯/金属氧化物复合材料合成及储锂性能研究,确立石墨烯与金属氧化物之间的共价键作用,阐明该作用力对锂离子电池高倍率性能和长周期循环稳定性的促进机理;提出石墨烯/过渡金属氧化物电极在长周期循环中储锂容量升高的新机制——粉化纳米粒子与石墨烯片层间的交互作用。为石墨烯在高性能锂离子电池电极中的应用提供指导。 该项目从2000年至2015年,发表SCI代表性论文10篇,总计SCI他引896次,最高单篇SCI他引322次,SCI篇均他引89次。引用者中包括美国工程院院士、中国科学院院士、J B Goodenough、Ruoff、J M Tour、Hongjie Dai、Sheng Dai等多位知名学者。一篇论文2010年被Electrochem Commun杂志评为2008-2009年度引用率最高的TOP25论文之一,成为ESI高被引论文;一篇论文2012年被RSC Adv评为该期刊锂离子电池领域10篇亮点文章之一;培养全国百篇优秀博士学位论文提名获得者2人,北京市优秀博士学位论文获得者2人。
[成果] 1800010252 江苏
TG731 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:该成果属新能源产业光电组件生产用的金属材料领域,具体为硬脆功能材料精密切割用高强超细金刚线锯的研发及产业化。硬脆功能材料,如晶体硅、蓝宝石、锗和镓等,是太阳能光伏、集成电路和半导体等新能源光电产业的关键基础组件与材料。切割加工是这些硬脆功能材料制备的关键工序,然而如何高效率、窄切缝、无损伤、无污染、低成本切割成为硬脆功能材料健康科学发展的关键问题,高强度与超精细化的金刚石线锯是实现硬脆功能材料精密切割加工的核心关键装备。高强超细金刚石线锯的关键制造技术长期被国外公司垄断,严重制约了中国新能源光电产业的自主创新发展。为此,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确提出:加强半导体等新材料产业上下游协作配套。很显然,作为硬脆功能材料精密切割用高强超细金刚石线锯亟需研发及国产化。高强超细金刚石线锯制备的关键技术包括专用钢材、塑性拉拔成形、金刚石固结及节能环保等,其技术难点在于钢材洁净化、快速冷作拉拔长距离化、复合镀固结强化及资源回收再利用等。自2007年开始,南京工程学院联合张家港市骏马钢帘线有限公司、江苏永钢集团有限公司和苏州伟益新材料科技有限公司致力于硬脆功能材料精密切割用高强超细金刚石线锯的研发,其主要科技创新点包括如下:①研发低硫磷超洁净化冶金质量控制关键技术,解决超高碳盘条成分偏析、纯净度低和组织均匀性差问题,实现高强超细金刚石线锯用盘条国产化;②研发长距离快速冷作拉拔成形关键技术,发明抗结块拉丝润滑粉及新型高分子自润滑剂配方与制备方法,阐明剧烈冷作变形渗碳体溶解规律与索氏体织构遗传演化机制,优化设计“双模具”复合拉拔装置,研发全索氏体化等温淬火制度与集肤效应中频感应扩散关键技术,最终实现超高强度(≥4500MPa)超细(Φ0.06~0.08mm)超高碳(0.9~1.1wt%)钢丝长距离(≥350km)连续工业化生产;③研发微纳颗粒金刚石线锯快速复合镀固结关键技术与装备,阐明微纳金刚石颗粒表面改性诱导定向沉积机制,解决金刚石分布不均匀、固结强度低问题,实现金刚石线锯精密切割硬脆功能材料;④研发废液循环再利用与绿色化制造关键技术,发明酸洗废液中回收氯化亚铁和盐酸的方法与装置,发明铅浴加热覆盖剂消除铅液毒性污染技术,实现金刚石线锯制备过程中资源再利用与绿色化制造。该项目产品涉及到的盘条(母材)、钢丝(母线)、金刚石线锯已正式规模化投产,近二年来,创销售总额126368万元,新增利润8746万元,上缴各项税收9200万元,增加就业岗位118个。产品广泛应用于浙江芯能光伏、湖南红太阳光电等国内知名企业,取得了显著的经济效益和社会效益。围绕该项目成果申请国家发明专利20余件(授权11件)和实用新型专利12件,成果的关键技术经相关部门检测与鉴定,总体处于国际先进水平。
[成果] 1700240729 广西
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:该发明涉及一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料及制备方法,尤其涉及一种锂离子电池用钛掺杂改性锰酸锂粉体材料及其制备方法。尖晶石结构的锰酸锂被认为是锂离子电池最有前途的正极材料之一,相比钴酸锂等传统正极材料,锰酸锂具有价格低廉、资源丰富、安全性能高及对环境友好等优点,特别是随着动力电池的发展,安全、廉价的锰酸锂具有非常明显的竞争优势。但是在充放电过程中,其尖晶石结构易发生Jahn-Teller效应,晶型由原来稳定性较好的立方晶系LiMn<,2>O<,4>向稳定性较差的四方晶系LiMn<,2>O<,4>转变,此时,锰酸锂晶胞中X轴和Y轴收缩,而Z轴伸长,晶型的扭曲造成晶体结构坍塌,阻碍了锂离子进出的通道,导致在循环过程中发生容量的衰减,从而大大限制了其商品化。发明一种既能够改善锰酸锂的循环功能,又能够保持或提高原有放电容量,是从事锂离子电池研究的技术人员需要做的工作。该发明的目的是提供一种既能够改善锰酸锂正极材料的循环功能,又能够保持或提高原有放电容量的掺杂改性锰酸锂粉体材料及提供一种掺杂改性锰酸锂粉体材料的制备方法。为了实现上述目的,该发明还提供了一种锂离子电池用改性锰酸锂正极材料及其制备方法。有益效果:该发明钛掺杂锰酸锂粉体材料的制备方法,采用了先合成Ti-Mn-O复合氧化物的方式,使得掺杂元素能完全和原料混合均匀,紧密结合,烧制后的产物在组成、结构、粒度分布等方面都优于常规掺杂方式;烧制过程中,掺杂元素也能完全嵌入晶体结构中;而钛元素的掺杂提高了锰离子的平均氧化态,能够有效地稳定尖晶石结构,抑制Jahn-Teller效应,降低容量的衰减,从而改善循环性能。但相比其它阳离子(如Al、Ni、Co、Mg)掺杂改性,钛掺杂改性锰酸锂的容量不仅没有下降,反而有所提高。并且能大幅度地提高产品的一致性和稳定性,为合成具有优异电化学性能的锰酸锂提供重要保障。普遍采用的干法制备掺杂锰酸锂的方法,获得的材料晶粒无规则形状、物相均匀性较差;该发明技术方案相比于普遍采用的干法制备掺杂锰酸锂的方法,有了质的飞跃。
[成果] 1700550068 湖北
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:锂离子电池的发展在很大程度上取决于高性能正极、负极材料的开发和应用。实用中的锂离子电池的负极材料主要曹勇人造天然石墨,正极材料为过渡金属氧化物,这些材料的制备成本都很高。人造石墨在高倍率循环时容量衰减明显加剧,且人造石墨制备过程中需要在2000摄氏度以上的高温下实现石墨化,能耗巨大,原材料价格波动大,高循环性能不理想。为了解决上述问题,该发明提供一种异取向球形天然石墨负极材料的制备方法,通过该方法得到的是取向不同的石墨鳞片微球,不仅可以避免直接以石墨鳞片制备电极过程中因鳞片“横卧”而带来的锂离子扩散受阻问题,也可以有效分散深度嵌锂积累的应力,从而抑制因石墨层片剥落引起的容量衰减现象,同时,鳞片间因粘接剂碳化形成的缝隙也有利于电解液的渗透,促进电化学动力学过程。
[成果] 1700450243 广西
TG73 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:胶体磨是湿式超微粒加工的新型设备,适用于各类乳状液的均质、乳化和粉碎,广泛应用在食品工业、化学工业、日化工业、医药工业等工业生产中。胶体磨的工作原理是由电动机通过皮带传动带动转齿与相配的定齿作相对的高速旋转,其中一个高速旋转,另一个静止,被加工物料通过本身的重量或外部压力加压产生向下的螺旋冲击力,透过定、转齿之间的间隙时,受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用,使物料被有效的乳化、分散、均质和粉碎,达到物料超细粉碎及乳化的效果。国内的胶体磨型号较多,结构也大同小异。对于小型立式胶体磨,容量小,由于定转子和物料间的高速摩擦,极易产生较大的热量,而且物料乳化经常需要多次循环,这样会容易使被处理物料变性,尤其是像医药工业中的物料,如阿莫西林混悬液等,对温度敏感度高,易变性。技术原理及性能指标:该实用新型的技术原理如下:一种新型胶体磨,包括电机、磨盘、机壳和进料斗,所述磨盘下方的机壳处安装有出料管、回流管和阀门,所述进料斗呈漏斗形,所述进料斗外侧设有与进料斗形状相同的外壳,所述外壳与进料斗之间设有冷却管,所述冷却管为螺旋环绕的贴附在进料斗的外表面上,所述冷却管的两端部分别设有进水接头和出水接头。该实用新型的性能指标是:通过在进料斗与外壳之间设置冷却管,进水接头和出水接头分别连接外部的水管,向进水接头处输入冷水或者冷却液,使冷水或者冷却液在冷却管中进行热交换,冷水或者冷却液从出水接头处排出,这样可以将进料斗中的热量带到胶体磨外部,从而达到进料斗内物料降温的效果。技术的创造性与先进性:该实用新型结构简单,容易制作,冷却管可选用导热性能较好的钢管或者铜管;该实用新型通过进料斗外侧的冷却管导入冷水或冷却液对进料斗的物料进行有效降温,同时设置了双循化回流装置,大大加快了物料降温的速率,相比现有的立式胶体磨,物料降温的速率至少提高50%以上。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该实用新型产品处于小范围应用阶段,正逐步扩大影响力和使用。其广泛应用在食品工业、化学工业、日化工业、医药工业等工业生产中。该品是在电动机通过皮带传动带动转齿与相配的定齿作相对的高速旋转下进行,电机包裹于不锈钢内,安全可靠。应用情况及存在的问题:该实用新型结构简单,容易制作,可大大提高物料降温的速率,产品已投入使用。存在的问题是:扩大宣传,加强产品转化、熟化。历年获奖情况:无。
[成果] 1700520080 河南
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:六氟磷酸锂是综合性能最好、用量最多的锂离子电池电解质,是典型的化工新材料。作为锂离子电池的核心材料之一,其质量指标决定了锂离子电池充放电性能、使用寿命和安全性,是锂离子电池行业技术发展水平的重要标志。锂离子电池广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、储能、国防工业等领域。发展以锂离子电池为动力的新能源汽车是解决雾霾频发的重要手段,也是中国汽车工业实现“弯道超车”的必然选择。锂离子电池对六氟磷酸锂产品纯度、一致性要求极为苛刻。六氟磷酸锂易潮解,制备涉及低温、强腐蚀、无水无尘工况,要求原料超纯、工艺精准,技术壁垒很高,长期被日本三家企业封锁,市场垄断。多年来,国内相关科研机构做了大量研究,但始终未能突破,严重制约了锂离子电池及相关产业发展。该项目于2006年开始攻关,从原料纯化到反应工程、技术装备等均取得重大突破,率先实现了产业化,使中国成为全球第二个能够自主生产晶体六氟磷酸锂的国家。主要创新点如下:1.首次开发了工业氟化氢、工业碳酸锂提纯工艺。以预氧化、多级精馏、膜过滤集成技术提纯工业氟化氢;组合运用苛化、碳化、离子交换及重结晶方法提纯工业碳酸锂。解决了原料纯化关键技术难题,保证了高纯晶体六氟磷酸锂稳定生产。2.率先研制了专用耐腐蚀、高传热装备。将氟材料内衬技术引入到大型反应装置制造中,避免金属溶出导致产品不纯。解决了设备腐蚀和传热差难题,提升了装置的安全系数,确保系统长期稳定运行。3.首创了双釜循环切换、反应气气流搅拌的反应工程技术,在深入研究六氟磷酸锂制备化学反应基础上,巧妙利用化学平衡移动原理,创制了以反应气为传质推动力的双釜循环切换工艺。降低了原材料和能源消耗,主要原料利用率提高约30%,节约了投资,同时避免了机械搅拌长期运转密封装置磨损,导致强腐蚀物料泄漏、空气及水分渗入等系统污染问题。4.发明了超声诱导成核、梯度降温结晶工艺。利用超声诱导技术快速形成一次晶核,抑制二次成核;采用梯度降温,使晶核在接近可逆平衡状态下均匀生长,构晶离子能够顺利迁移至晶格结点,驱除了晶粒形成过程表面吸附或包藏的杂质。形成了规则、均匀、高纯的六氟磷酸锂晶粒,粒径基本在180-220μm之间,理化性能优于现行的国家标准和进口产品指标。项目授权专利29项,发表论文14篇,修订了《六氟磷酸锂产品分析方法》和《六氟磷酸娌》产品标准,完成了国家863计划1项。具备3200吨/年晶体六氟磷酸锂生产能力,产量和市场份额均居全球第一。经鉴定,工艺技术水平和产品指标达到国际领先。生产过程产生的废液用于高硅氟化钠的处理,废渣开发了含锂氟化铝新产品,拓展了产业链,实现了低值资源的高值利用。项目实施,掌握了晶体六氟磷酸锂制造关键技术,打破了国外技术封锁和市场垄断,为中国锂电池及相关产业做出了重大贡献,推动了中国新能源汽车产业发展。
[成果] 1700600173 河南
TG739 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:科学技术领域: 该项目是针对LED衬底加工用金刚石研磨液制造技术开展的研究,通过对制备过程中所涉及的关键技术难题进行突破,研制出拥有自主知识产权的金刚石研磨液产品,用于蓝宝石衬底正面精密研磨和外延片背减薄精密研磨工序。该项目属新材料技术领域。 主要科技内容: 研磨液组分选取研究; 磨料粒径控制技术研究; 研磨液制备工艺研究; 化学助剂对研磨液性能影响研究。 经济指标:项目产品实现年销售收入500万元。项目完成后具备2万升的年生产能力。 知识产权:申报并授权一项发明专利,制定一项企业标准。经济及社会效益: 项目产品已在十多家企业得到了批量应用。经用户批量使用表明,产品性能达到或超过进口同类产品水平,完全可替代进口。截止2015年底,项目产品已累计实现经营收入3100万元,利润1085万元,税收757万元。取得了良好的经济效益。 项目开发的纳米磨料颗粒特性吸附技术、悬浮功能助剂复配技术、纳米磨料与化学功能助剂结合实现材料去除方式互补技术,解决了磨料颗粒硬结团、二次凝聚、研磨液加工效率和加工质量不统一等技术难题,填补了国内空白,改变了LED衬底加工用研磨液长期被国外公司垄断的局面,有利于降低LED衬底加工成本,对LED行业特别是LED绿色照明的快速推广具有一定的促进作用。 促进行业科技进步作用: 项目的完成,推动了中国微米/纳米级磨料制品的研发与应用,对提升中国LED企业的制造技术水平,增强在高端产品方面同国际知名企业的竞争能力等方便具有重要意义;同时还加强了超硬材料在光电行业的规模化应用,对加速超硬材料行业技术进步、产品结构调整和产业升级具有积极的促进作用。
[成果] 1800040162 广西
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:广西壮族自治区科技攻关与新产品试制项目,项目编号是桂科攻11107019-2,承担单位为中信大锰矿业有限责任公司与桂林理工大学(后改为苏州大学)。近年来,随着各国对清洁能源及其相关材料的重视和政策扶持,锂离子电池正极材料磷酸铁锂以循环寿命长、安全性较好、原材料来源广且价格便宜等优点得到快速发展,现广泛应用于电动大巴、电动自行车、电动工具、太阳能及风力发电的储能设备、UPS、应急灯、玩具、便携式仪器、小型医疗设备等领域。磷酸铁锂项目属于高新技术项目中新能源材料的开发,是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高新技术产业发展规划重点支持的领域。该项目总体目标是开展锂离子动力电池正极材料磷酸铁锂制备技术的研究,建成每次能生产高性能磷酸铁锂50公斤的试验线,为实现产业化提供依据。技术原理及性能指标:该课题以磷酸二氢锂和纳米级三氧化二铁为主要原料,将纳米材料的制备与分散技术、球化技术、表面处理和先进的工程化技术等融为一体,采用一步反应法制备导电性能优异的磷酸铁锂。性能指标如下:振实密度g/cm3:指标要求≥1.3;实测指标:1.35;极片压实密度g/cm3 :指标要求≥2.3;实测指标:2.30;比表面积m2/g :指标要求15~25;实测指标:15.6;比容量mAh/g:指标要求≥150;实测指标:150.6;能量型倍率性能 :指标要求≥10C ;实测指标:10C/1C:82.9%;功率型倍率性能 :指标要求≥30C ;实测指标:30C/1C:80.2%;常温循环寿命2000次 :指标要求≥80% ;实测指标:82.7%;安全性 :指标要求满足动力蓄电池要求 ;实测指标:Pass;申请专利 :指标要求2项 ;实测指标:2;发表研究论文 :指标要求5篇 ;实测指标:5。 技术的创造性与先进性:避开了其他合成方法中使用的磷酸二氢铵为原料,产生大量氨气污染环境的问题。采用可溶性的盐及特殊的混料方法,使添加剂与锂源、铁源、磷源达到充分混合。添加剂在后续的反应中即可以起到还原的作用,也能形成对磷酸铁锂颗粒的包覆作用,可以大大提高正极材料的导电性能。该工艺采用超细磨处理后的浆料直接雾化烧结,得到性能良好的磷酸铁锂的正极材料,电池的容量和小试产品合格率有较大的提高。在保证磷酸铁锂高品质生产方面,具有独特的优势。将纳米复合导电剂均匀分散包覆在产品表面,开发出导电性能极好的磷酸铁锂,同时采用多元复合掺杂,改善了产品的电位平台,大大提高了产品的振实密度。采用的工艺路线容易控制,工艺稳定性好,成本低廉,所用原材料和设备均来自国产,大大降低了产业化成本,容易实现大批量生产。 技术的成熟程度,适用范围和安全性:该课题成果填补了广西在磷酸铁锂电池材料产业上的空白,使广西在新材料领域增加了一种技术含量高、附加值高的新能源产品,极大的推动了广西电池材料产业的发展。 应用情况及存在的问题:由于全球经济的不景气,新能源汽车发展比预期要慢得多,锂电自行车的产量不到电动自行车总量的10%,作为动力电池正极材料之一的磷酸铁锂应用降温,加上技术还不是很完善,国内产能严重过剩,行业竞争相当激烈,大多数磷酸铁锂厂家处于亏损状态,因此,为了稳妥起见及防止投资风险,该公司密切关注国内外锂离子电池正极材料的行业发展动态,继续开展一些研发工作作为技术储备。
[成果] 1700510225 河南
TM242 应用技术 石墨及其他非金属矿物制品制造 公布年份:2017
成果简介:1、主要技术内容:该项目来源于郑州轻工业学院主持的郑州市科技局科技攻关项目“高密度的纳米级磷酸亚铁锂动力电池材料研究”(项目批准号:10PTGG381-2;项目负责人:邢宇)。磷酸亚铁锂简称磷酸铁锂(LFP)。该项目研制的“石墨/瓜尔豆胶/葡萄糖”三组份复合碳源磷酸铁锂,简称“三组份复合碳源磷酸铁锂”,相应的电池简称“三组份复合碳源磷酸铁锂电池”。该项目运用石墨导电性好、石墨密度高于有机物碳包覆型软碳密度、瓜尔豆胶具有增稠作用的特点,通过使用石墨/瓜尔豆胶/葡萄糖三组份复合碳源来获得相对较好的磷酸亚铁锂性能。实际制得的炭复合磷酸亚铁锂不仅能够提高磷酸亚铁锂材料的倍率性能,而且能够增大材料的振实密度和压实密度。该项目的研究成果已在专业学术期刊上发表中文核心期刊论文4篇,其中2篇被美国《工程索引》EI收录。采用湿化学法合成磷酸亚铁锂材料,使用“石墨/瓜尔豆胶/葡萄糖”三组份复合碳源进行碳覆膜,考察了影响电化学性能的因素,系统优化了工艺条件,制备了高密度纳米级碳复合磷酸亚铁锂正极材料。经河南省化学电源产品质量监督检验中心检测,项目产品的0.1C首次可逆比容量平均达到147.6mAh/g,倍率性能(1C/0.1C保持率)平均达到92.4%以上,符合GB/T 30835-2014标准要求。经河南锂动电源有限公司等用户使用,该项目制备的磷酸亚铁锂材料性能良好,经济社会效益显著。该项目在多组份复合碳源制取碳复合磷酸亚铁锂方面具有创新性,达到国内领先水平,通过了河南省科学技术厅组织的会议鉴定。2、经济技术指标:实际制得的炭复合磷酸亚铁锂,0.1C首次可逆比容量达到≥145mAh/g,倍率性能(1C/0.1C保持率)≥92%。河南省化学电源产品质量监督检验中心依据国家标准GB/T 30835-2014对采用“石墨/瓜尔豆胶/葡萄糖”三组份复合碳源磷酸亚铁锂材料制备的磷酸亚铁锂电池进行了检验。检验结果符合国家标准GB/T 30835-2014。3、应用推广及效益情况:该项目制得的“石墨/瓜尔豆胶/葡萄糖”三组份复合碳源磷酸亚铁锂材料已在河南锂动电源有限公司、深圳市福瑞吉科技有限公司、东莞市威展新能源科技有限公司得到应用。经用户使用表明,能够满足生产和用户的需要,应用两年来为企业创造了显著的经济社会效益。
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