找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
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找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
找到203项技术成果数据。
找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。
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找技术 >面向高功率储能应用的高性能电极材料的结构设计与性能调控
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
该项目属于新材料领域,无机非金属材料学科。针对高功率新型军事装备为代表的军民高技术新装备急需的兼具高功率与高能量电源需求,重点突破高容量储存与电荷极速脱嵌一体化储能新材料的科学难点,提出协同优化多种互为制约物理量的材料创新设计思想,发展了超越现有材料性能极限的储能新材料多尺度结构调控制备新方法,研制成功新型“双高”储能器件,指标国际领先。一、氮掺杂介孔少层碳的超高比电容设计与制备设计出融合高质子赝电容与高电子迁移率的氮掺杂少层碳新结构;提出了“硅原子固定电化学活性氮”制备新思路,解决了碳材料高导电性和高活性氮共存的科学难题;制备出氮掺杂浓度高达8.5%的高导电介孔少层碳,比电容高达855F/g,突破了石墨烯理论极限550F/g;成果发表于《科学》,被称为“一个飞跃”和“突破性发现”。二、缺陷结构氧化物的电荷极速脱嵌设计与制备取得了钛/铌氧化物微观结构调控与性能新突破;巧妙采用“热解还原+元素掺杂”制备出多孔微晶结构的高载流子导电氮掺杂黑色氧化钛,比电容690F/g,黑钛超电电极专利已获美国欧洲授权,改变其无法用于超电的传统认知;发明原子尺度微溶蚀法制备出孔径<1nm钛铌氧化物纳孔单晶,独特的储锂倍率高达200C,远优文献报道。三、高导电弹性三维多孔碳的集流体设计与制备设计高导电通道环绕活性基元密堆且满足电荷极速充放的集流新结构;制备出共价键合的类金刚石结构超轻三维石墨烯管,力学和电学性能均高出同类材料1-2个数量级,应用于动力电芯实现国际领先的4分钟充电;被称为“轻如气球强如金属”超级材料、评为“2015年材料界重要发明”和“2015石墨烯行业十大影响力事件”。四、“双高”快响应储能器件的创新设计与制备运用超高比电容极速放电和高导电高力学性能的关键新材料,实现了电容-电池两种优异特性融合的贯穿储能新理念-新材料-器件结构的系列创新;高功率模组已挂网应用,“双高”器件性能取得突破;第三方检测能量密度178Wh/kg、功率密度85kW/kg,优于国际水平(法国SAFT的57Wh/kg、14kW/kg)。8篇代表论文发表在Science、Adv. Mater.等期刊,篇均影响因子18.353,他引均超百次、总他引1949次、单篇最高814次,ESI高被引论文6篇。被Nature Energy等专文评述5次,获国际储能权威JB Goodenough、P Simon等认可。专利授权52项,含国际、美国、欧洲各1项。项目获国家重点研发计划、XX科技委重点项目、科技部重点领域创新团队等资助,上市公司佛塑集团支付1千万专利许可费购买项目部分成果,投资4千万设立“石墨烯动力电池科学技术创新研究中心”进行战略合作研发并资助上硅所建成“石墨烯动力锂电池中试线,研发出4分钟充满的石墨烯磷酸铁锂电池、5C倍率循环超4000次国际领先。
改性锰酸锂、改性天然石墨锂离子电池电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本成果“改性锰酸锂和改性天然石墨”具有放电比容量高、循环寿命长和高温性能好的特点,以价廉易得的二氧化锰、磺酸理、天然石墨、环氧树脂等为主要原料,在低于800℃的温度下进行热处理而制得,成本低,质量高,可以代替价格昂贵的同类进口材料,主要用作固体、液体锂离子电池的正、负极材料。该类电池现已广泛地用于手机、笔记本电脑、微型摄像机、IC卡、电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动船等产品,甚至在航空航天、军事等尖端领域也已得到了较广泛的应用。技术指标或产品性能:本成果实际达到的性能指标为:1、改性锰酸锂正极材料以21mA/g的电流恒流循环充放电测试,充放电的截止电压范围为3.5~4.3V,首次充放电循环的放电比容量为125.4mAh/g,前50次充放电循环的平均放电比容量120mAh/g;改性天然石墨负极材料的首次放电比容量为369.3mAh/g,前50次循环的平均放电比容量350mAh/g。该中试成果已于2003年9月5日通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的技术鉴定。与会专家一致评审认为,该成果的制备技术属于国内首创,产品的电性能在国内同类产品中处于领先水平。2、中试设备的生产能力为改性锰酸锂正极材料20~30Kg/炉次,改性天然石墨负极材料15~20Kg/炉次,已达到年产正极材料4吨、负极材料2吨的中试规模。适用范围及市场前景:适用范围:在近期,该改性锰酸锂和改性天然石墨锂离子电池电极材料主要可应用于小型锂离子电池,如用于手机、随身听、笔记本电脑、摄像机、BP机等的锂离子电池。在中、远期,该正极材料还可应用于大容量锂离子动力蓄电池,如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅车、电动滑板车、电动割草机、电动观光船以及航空航天、军事等领域所用的锂离子动力蓄电池。市场前景:该改性锰酸锂和改性天然石墨与进口的钴酸锂和MCMB可作为锂离子电池的电极材料互换使用,近期主要应用于已日益成熟的小型锂离子电池的市场;而在中远期,锂离子动力蓄电池将成为电动汽车中、远期开发目标的首选动力蓄电池,其市场前景广阔。项目投资条件及投资额:首期建小型生产线的投资额:约500万元。初步产业化阶段:需要投入固定资产(设备)资金约1500万元人民币。大规模产业化阶段:共需新增投资约6000万元(其中固定资产约3000万元,流动资金约2200万元,不可预见费约800万元)。成果所处研究阶段:中试阶段合作方式:(1)华南理工大学与合作方共同注册成立有限责任公司的形式:合作方以资金入股,华南理工大学以专利技术成果作价入股。(2)专利许可使用的形式:华南理工大学将相关专利技术许可给合作方有偿使用,但保留许可给其他方使用相关专利技术的权利。知识产权或已应用情况:该成果已申报了三项中国发明专利:1.“锂离子电池正极材料及其制备方法"(00117347.2);2. 发明名称:“锂离子电池正极材料的制备方法"(00117352.9);3. 锂离子电池负极碳材料及其制备方法(00117348.0)。
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业,电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
电化学碱活化法制备多离子嵌入式超级电容器的方法 技术简介 为了使储能设备能够同时拥有高的功率密度和能量密度,以及良好的循环稳定性,科研人员提出超级电容器的概念。这主要集中在:一、电极材料在实际应用中很难同时满足高能量密度,快速充放电以及长的使用寿命的需求。尽管通过材料复合或微纳结构调控,人们在超级电容器材料研究领域取得了一定的进展,但寻求高效、低成本超级电容器电极材料仍然面临挑战; 二、以碱性电解质为主的超级电容器依然面临着储能电位窗口低的缺点,这些都制约着超级电容器的实用化进程。 为了解决这些问题,科研人员在原先超级电容器的基础上,提出了离子嵌入型超级电容器的概念。它不同于双电层电容器和赝电容电容器,主要依靠金属阳离子在电极材料表面或内部的快速嵌入/脱出来存储和释放电荷。在这一过程中,由于金属阳离子在嵌入/脱出时并没有与电极材料发生氧化还原反应,因此它相对于传统金属离子电池拥有更高的功率密度,即可实现更加快速的充放电。另外离子嵌入型超级电容器所用的电解质主要是中性金属盐电解质,因此它相对于传统的超级电容器拥有更高的储能电位窗口。目前对于离子嵌入型超级电容器电极材料的研究主要集中在金属碳化物(MCX)、金属硫化物(MSX)和金属氧化物(MOX)上,其中 MXene作为一种新型具有良好导电性的层状金属碳化物,吸引着科研人员的不断关注,已经成为引领离子嵌入型超级电容器电极材料发展的主力军。虽然科研人员在针对离子嵌入型超级电容器电极材料的研究上已经取得了很大的进步,但整体上还面临着诸多问题,比如:一、电极材料存储金属离子的能力低、导电性差、制备成本高等,这些都需要进一步发展适合阳离子快速嵌入/脱出的拥有更好性能的新型电极材料;二、大部分电极材料只针对 Li+具有较好的嵌入/脱出性能,而对于其它金属阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+)不具有存储性能或性能很差。但从地壳含量上来考虑,Li+在地壳中的含量相对与其它金属阳离子最低,因此开发适合其它金属阳离子嵌入/脱出的电极材料迫在眉睫。 本技术的优点在于:通过一种简单快速的电化学碱活化法对含钴或镍的氢氧化物进行活化或去活化处理,实现了该类氢氧化物电极材料对多种金属阳离子存储能力的智能调控,可以有效应用于离子嵌入式超级电容器;提供了一种全新的能够大幅度提高离子嵌入式超级电容器电极材料储能性能的较为普适的方法;进一步拓宽了过渡金属氢氧化物类电极材料在能量存储领域的应用范围。
富锂高容量锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目特点富锂三元高镍锰钴酸锂与钴酸锂相比,在以下方面具有显著优势:1)成本低:由于含钴量低(10~20%),成本仅相当于钴酸锂的1/3且更绿色环保。2)安全性好:安全工作温度可达170 oC,而钴酸锂仅为130 oC,大幅提升了使用安全性,有利于消费者的人身安全。3)克容量高:充电电压在4.6 V时(钴酸锂充电限制电压为4.2 V),其克容量发挥高达210 mAh/g,相当于钴酸锂的1.5倍,极大提升了电池的能量密度和供电时间。富锂三元镍钴锰基材料由于其高的比容量和较好的安全性,该材料被认为是满足电动汽车对动力电池和储能电池高能量密度需求的重要发展方向,面前国外已有部分大型汽车公司希望用此材料作为其二代动力汽车电池材料。另外,该材料由于比容量高,安全性好,价格较低的优势,是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料,具备取代钴酸锂和传统三元材料市场的潜力。作为新一代锂离子电池正极材料,富锂三元镍钴锰基材料由于其高容量、高安全性、低成本等突出优点必将成为商业锂离子电池正极材料的重要一员,具有广泛的市场前景,目前已有多家国际及国内企业投入巨资进行该材料的产业化。我们自主研发了高性能富锂三元镍钴锰基正极材料生产技术,采用共沉淀法结合喷雾干燥造粒的工艺,使材料制备出来呈具有微纳结构的球形形貌,提高了材料的加工性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,具有工艺简单、适应性强、生产成本低等突出优点。二、技术成熟度目前已完成材料的第一期中试,生产工艺成熟,产品的稳定性和一致性良好,材料性能达到预期指标。放大生产材料产品目前已达到的技术指标如下:平均粒径:10~20 um 振实密度:2 g/cm3比表面积: 210 mAh/g1 C: 170 mAh/g 1 C循环性能:300周循环容量保持率: 80 %三、应用范围锂离子电池,主要用于电动交通工具锂离子电池以及小型(商用)电子设备锂离子电池正极材料。四、投产条件和预期经济效益下阶段开发,进入小规模量产(日产~300公斤,年产~100吨左右),需要投入开发资金约800万元,其中设备投资约400万元,厂房与安装约200万元,流动资金200万元。中试生产线设计产能为100吨/年,生产负荷,按投产后第一年为32%;第二年达82%;以后各年达90%以上。投产第二年以后,年销售收入可达1500万元以上,预计毛利润率在35%左右。五、合作方式成立公司参股合作或双方协商其它方式均可,具体合作方式可商议。
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。 成果介绍: 本发明涉及一种可压缩锂硫电池电极材料及其制备方法。该材料采用具有高弹性的三维石墨烯作为骨架负载单质硫制得具有耐压性的复合材料,作为可压缩 锂硫电池的正极材料,其中三维石墨烯与硫的质量比为1:3~1:7;其制备方法为: 以氧化石墨烯为原料通过水热还原、冷冻干燥等工艺获得高弹性三维石墨烯材料, 与活性物质复合后可获得具有高弹性的复合电极,适用于可压缩的锂硫电池。高弹性三维石墨烯材料具有比表面积大、电导率高、柔韧性好等优点,通过与硫复 合可以显著提高硫的导电性能和利用率。这种可压缩复合电极可以使锂离子电池 经受压缩和弯曲形变,适用于各种可穿戴式锂离子电池。
一种修饰锂钒氧化物电极材料的制备及在电池中应用
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
本发明将LiOHoH2O、NH4VO3及掺杂剂混合,采用先烧结后微波处理或先微波处理后烧结的方法制备修饰锂钒氧化物。制备的产品可做为非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池的正极材料。该制备方法有利于合成计量比的产物,易于实现大规模工业化生产。应用时,将锂钒氧化物研磨成-200目粉末。应用于在非水锂离子、锂离子聚合物和电解液中含水的锂离子电池。该方法不使用甲醇作溶剂而直接研磨混合物,通过微波处理、退火和通入氧气气流等控制样品晶格缺陷,有利于合成计量比的产物。该法能够实现大规模工业化生产。授权发明专利有ZL 03140888。5;ZL 200610131976。8
二氧化锰/碳复合电极材料
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
二氧化锰是锂电池和碱锰电池中的正极材料,通常导电率较低限制了其在高功率电池中的应用。本项目通过特殊的工艺,合成了MnO2/C复合材料,大大提高了材料的高倍率放电性能,使其可应用于高功率电池中。
一种电极材料、其制备方法及用途
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种有机电极材料及其制备方法及用途。本发明的有机电极材料包含羟基苯磺酸、羟基苯磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的任意一种或至少两种的混合物作为活性物质。本发明还提供了一种有机电极及其制备方法,所述有机电极的原料组分中包含上述活性物质、导电添加剂和粘结剂。本发明的有机电极材料原料易得,合成方法简单,成本低廉,而且采用该有机电极材料制得的锂离子电池和钠离子电池均具有非常好的电化学性能,比容量高,稳定性和倍率性能优良,得到的锂电池的首次放电容量可达2272mAh g?1;二圈库伦效率可达97%;循环100圈库伦效率可达100%,在锂离子/钠离子电池中有广阔的应用前景。
氧化铝弥散强化铜电极材料制备加工技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
氧化铝弥散强化铜具有高强高导、耐高温烧蚀性能,最有希望替代Cu-Cr-Zr (国内年用量1.8万吨)体系的新一代材料,可应用于特高压开关触头、集成电路引线框架等,目前主要依赖进口。 针对传统熔铸技术易导致Al2O3粒子偏聚的问题,开发了内氧化-还原-烧结-挤压一体化制备技术,实现了Al2O3粒子纳米级原位析出和弥散分布,解决了纳米Al2O3粒子引入和控制难题,显著提高了Al2O3弥散强化铜高强高导耐热综合性能。目前已形成多个牌号产品,性能可达到导电率≥80IACS,硬度≥80HRB,软化温度≥900℃。在汽车镀锌板焊接过程中,氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,具有明显的抗粘性能。随着新能源汽车的发展,铝板的焊接越来越多,而铝板与钢板相比,具有导热快,强度低的特点,其焊接需要硬规范工艺(短时大电流)。因此,在铝板的焊接过程中,在氧化铝弥散强化铜电极材料与传统电极材料铬锆铜相比,可发挥其更高强度,更高导电率,更高软温度的特点,提升铝板的焊接质量。目前,我所生产的电极材料已在神龙、日产、通用、长城的等多个汽车整车生产线上使用。
动力型锂离子电池电极材料生产技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介动力型锂离子电池电极材料生产技术磷酸铁锂电极材料由于其价格低、环境友好及其安全性高,而且低温性能和倍率放电已 经可以达到钴酸锂的水平,受到业界广泛的重视,被认为是最有前景的电动汽车及储能用正 极材料,发展前景巨大。 尽管磷酸铁锂的优势明显,但目前还远没有达到像钴酸锂这样的应用广度,主要在于目 前磷酸铁锂材料的产品质量稳定性。锂离子电池生产厂家在没有稳定的货源供应情况下,也 不能进行电池生产线的扩产,问题解决的关键还是在于磷酸铁锂材料产量的提高和产品质量 稳定性的解决。本项目提出的合成路线工艺简单,成熟度高,具有良好的产品质量稳定性, 和生产实用价值。 中试 LiFePO4 材料的技术指标: 0.2 C: 150 mAh/g (充放电电压范围:3.9-2.5 V) 1 C: 135 mAh/g(充放电电压范围:3.9-2.5 V) 5 C: ~80% (vs. 0.2 C)(充放电电压范围:4.2-2.5 V) 1 C 循环性能:500 周循环容量保持率: 95 % 振实密度: 1.1 g/cm3二、技术成熟度 目前已完成中试, 产品的稳定性和一致性良好,性能到达国内领先水平,可以进行产 业化生产。三、应用领域及市场前景 磷酸铁锂电池主要应用于电动汽车、大规模储能电站及动力工具。四、合作方式 技术许可、技术转让或合作开发。