找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
找到53项技术成果数据。
找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。
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找技术 >电动汽车动力电池用高安全功能隔膜的技术开发与产业化
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介隔膜是决定锂离子电池性能的重要材料之一,尤其对电池的安全性能起着至关重要的作用。主要体现在隔离正、负极片,使电池内的电子不能自由穿过,防止电池内部短路,同时让电解液中的离子在正负极间自由通过,实现离子导电。锂离子电池的安全性不但取决于电极材料,还与电池隔膜具有极大的关系,在某种程度上来说隔膜起到最关键的作用。电池内部短路是锂离子电池安全性的最大隐患。锂离子电池80%以上的热失控(发热、冒烟、起火、爆炸等)是由电池自身内部短路而引起的。造成电池内部短路的原因很多,但最主要的原因是由隔膜材料决定的。目前锂离子电池所用隔膜主要以聚烯烃微孔膜为主,成分主要是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。聚烯烃类隔膜的熔点温度较低,在电池温度过高时,隔膜会收缩甚至融化,造成电池内部短路,从而引起安全事故。提高聚烯烃隔膜的耐热性,增大聚烯烃隔膜热闭孔温度与破膜温度的温度差是提高聚烯烃隔膜性能的重要途径。功能隔膜是在隔膜表面涂覆一层热稳定性良好的耐热层(陶瓷等)。耐热层可以在隔膜表层形成一个稳定的框架,阻止隔膜的进一步收缩,即使隔膜局部熔化,表面的耐热层也可以置于正负极片之间,形成一个良好的绝缘壁垒,切断电流,防止短路的进一步发生。二、前期研究基础项目于2011 年1 月立项,同年8月被科技部“863 计划”重大项目支持(项目编号2012AA110404);同时,使用该功能隔膜材料的动力锂离子电池也获得了“863 计划”重大项目立项(项目编号2012AA110204)。2012 年底,项目团队在中航锂电(洛阳)有限公司建成一条年产300 万平方米陶瓷涂覆功能隔膜生产线。科技部网站把该项成果列为国家“863 计划”电动车重大专项的3 个代表性重大突破性成果予以报道,指出“该项目的实施,对于完善和补充我国锂离子动力电池产业链缺失的关键一环,对于提高锂离子动力电池生产和应用的安全性具有至关重要的作用。”( 3_106882.htm)生产线经过半年多的连续生产后,完成相关配方固化,合浆、涂布、分切工艺技术开发,形成生产能力,并进行了陶瓷隔膜电池设计、试制与测试,并于2013年11月通过了中航工业集团组织的科学技术成果鉴定,专家组鉴定意见如下:“该项目开发了陶瓷涂层与聚烯烃微孔膜复合技术,研制出具有耐高温性能和热关断作用的PE 和PP 系列的功能隔膜材料,并完成了产业化技术开发,建立了一条年产300万平米的功能隔膜生产线,鉴定委员会一致认为:“该项目成果整体技术处于国际先进水平”。2013年12月,采用该功能隔膜的高容量锂离子动力电池产品通过了“电动汽车用锂离子蓄电池”强制性检测,安全性能达到使用要求。三、应用技术成果图1全新的功能隔膜产品(一)发明、开发了多种具有全新构造和构成的陶瓷涂覆功能隔膜。主要包括,1)表面高分子材料改性的无机陶瓷材料与传统聚烯烃隔膜复合的陶瓷涂覆功能隔膜材料(ZL201310006942.6);2)具有“多级热响应功能”的新型功能隔膜。3)具有功能化结构单元或成分单元的陶瓷粉体涂覆材料(ZL201310006942.6;ZL201410751072.X)。4 )发明了具有热关闭功能的耐高温性无纺布基隔膜(CN201510057825.1)。(二)开发了水基单面涂覆陶瓷隔膜关键技术。包括无机材料的表面修饰和基材膜的表面处理;无机材料的分散技术的确立;基材膜上的涂布技术的开发;高速烘干技术的开发和抑制基材膜的起皱等关键技术。(三)发展了多种新型功能隔膜。包括新型隔膜结构功能化、陶瓷粉体成分功能化以及超高温维度稳定与低温热闭孔相结合的被动安全机制与主动安全策略复合的新型功能隔膜等。(四)开发了功能隔膜在锂电中的应用技术。基于电池极端工况条件下的热效应,发明了一种针刺隔膜性能检测方法,可快速实现陶瓷涂覆功能隔膜产品高温维度稳定性等特性的检测,具有高效、低耗等特点(CN201310228494.4)。四、合作企业中航锂电(洛阳)有限公司,负责大规模生产技术的开发、工艺路线的优化和开发产品的应用技术。截止目前,公司隔膜相关技术共申请15项专利,其中PCT专利2项,获授权3项发明专利和5项实用新型专利。累计生产功能隔膜500 余万平方米。2014 年公司起与河南义腾和沧州明珠委托加工、合作开发、合资建厂等方式,分别完成PP 基、PE 基功能隔膜的量产,并应用于公司生产的所有电池产品上。近三年来产品累计形成产值已达30 亿元。团队还与中兴新材、德尔未来等进行了广泛的技术合作。
一种用于高电压(5V)锂离子电池的电解液
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目简介: 锂离子动力电池在实际工作中需要很高的能量和功率密度,所以需要有些正极材料在高电压(4V以上)还能进行锂离子的嵌入/脱出反应,而在这样高的电压下,现有的有机电解液体系不能满足要求。另外,锂离子动力电池的电解液还需要能满足大电流充放电和高温工作的要求。目前的电解液体系是把LiPF6为电解质盐溶解于以环状碳酸酯[如碳酸乙烯酯(EC)或碳酸丙烯酯(PC)]和直链碳酸酯[如碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二乙酯(DEC)]混合溶剂中,不能满足锂离子动力电池的上述要求。我们近年来在对正极材料进行表面改性的基础上,进行了高电压新电解液体系的研究,可行的解决途径包括优化有机电解液体系、添加适当添加剂、选择新型锂盐以及使用离子液体等。 该电解液可以提高电解液与高电压正极的相容性,减少充电过程中电解液在高电压正极材料表面的分解,并可以在正负极表面形成稳定的SEI膜,使得正极材料的充放电容量及循环稳定性显著提高;而且工艺简单、易于实施、原料成本低廉、适于工业化生产,应用前景广阔。
高温型锰酸锂锂离子动力电池
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
目前动力电池主要是钴酸锂锂离子电池,但钴酸锂材料价格昂贵、有毒,污染环境,且世界储量较少。锰酸锂具有大电流充放电、价格便宜(是其的十六分之一)、世界储量大且环保、无毒,是最有可能替代钴酸锂的下一代锂离子电池材料。 本成果国内领先。 本成果适用于轨道交通领域。 本成果处于熟化阶段。 本成果转化需1000万元以下的投资。
新型锂离子动力电池电源系统研发及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目的主要目标是研发动力电池用高性能磷酸铁锂正极材料,进一步提升电动汽车核心—动力电池性能,解决电池关键材料一致性不足问题,使其规模化生产。项目采用固液法合成磷酸铁锂正极材料的思路。该方法有机地结合了老式的固相法和液相法的优点,有效地克服了它们的缺点。前期实验结果表明,合成的材料纯度高,批次性良好,并且反应温度较低、时间较短,节能环保。
新型电动车用锂离子动力电池系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目采用自行研制的高安全性、高倍率、低成本锂离子电池正负极材料,通过动力电池内部结构改进设计,优化电池制造方法和工艺,降低电池在大电流充放电过程中的电池过热。电源管理系统由系列轻巧的充电模块组成,具有电池荷电状态(SOC)预测、充电过程控制、放电过程控制、电池组温度控制、故障诊断、失效控制、高压电安全控制、全天候电池安全管理、均衡化充电管理等功能,大大提高了电池安全性。该项目目前已申请10余项中国发明专利,拥有自主知识产权,具有良好的经济和社会效益。
高能量密度锂离子动力电池电解液
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
主要科技内容:该项目通过控制非水有机溶剂比例,以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂,使采用该电解液的锂离子电池具有高的比容量及优异的安全性能、循环寿命和高温性能,使其更易于推广及应用。该电解液以四氟硼酸锂和六氟磷酸锂为电解质,非水有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等为溶剂,并添加成膜剂新型磺酸内酯衍生物、防过充剂环己基苯、阻燃剂磷酸酯等新型电解液添加剂,产品具有良好的热稳定性、导电性、安全性以及与电极材料相容性等特点,从而赋予动力锂离子电池高安全、高能量、高功率和低成本的特性。技术经济指标:产品应用性能指标:1、应用优选的电解质组分生产的电解液:电位在0-4.8V(vsLi/Li+)稳定;电导率>8mS/cm;水分检测<20μg/g;2、应用的开发电解液装配的动力锂离子电池的主要性能指标:比能量>130Wh/Kg;比功率>1500W/Kg;循环寿命>1000次;电池的工作温度范围为-30至80℃;充电3C/12V不起火不爆炸;其他性能达到或超过国家标准。经济指标:自2013年12月项目实施以来,生产动力锂离子电池电解液已达12000吨,累计销售收入35804.28万元,累计新增利润8771.46万元,在公司形成了新的产品方向,成为了新的利润增长点。促进行业科技进步作用:公司通过该项目的实施,促进上下游企业的发展,带动了上游原料供应企业的发展,亦为下游企业提供了原料,成为上下游企业发展的纽带,有着至关重要的意义;促进新能源领域的科技进步:通过该项目的实施,形成了公司核心技术的专利群,成为行业内科技创新的样板,带动动力锂离子电池电解液产业加速发展,为下游的电池厂商提供品质卓越的电解液,从而带动整个新能源汽车产业链的发展,促进新能源领域的科技进步,为新能源领域打破国内外技术垄断,推进科技进步提供了先决条件。应用推广情况:一方面,该项目产品从2014年开始累计收入为35804.28万元,取得了良好的经济社会效益;另一方面,该产品已在国内新能源领域锂电行业内得到成功应用,如比亚迪、宁德凯欣、广州力柏、索尼等企业,有效地提高了这些企业主导产品的技术性能,得到了客户群的一致好评。
新型富锂锰基高电压软包电池
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:交通运输、仓储和邮政业
技术简介
目前,动力电池应用体系中,锂离子电池无疑成为首选,其具备的特点有高比能量、高比功率、循环寿命较长且成本较低。为推广和使用新能源汽车,世界各国都纷纷推出一起写新能源汽车发展目标。在过去十年中,锂离子电池在汽车行业逐渐获得成功,作为能量存储设备其具有比能量高,低自放电率和非记忆效应。为了更好地将电池装配在电动汽车(EV)上,引入了不同尺寸的电池。根据不同的装配方法,电池可以被设计成软包、柱状或者方形。其中,软包电池更轻便、易于实施并节约成本,为商业化新型材料锂离子电池提供一种新思路。富锂锰基层状材料因为锰是材料的主体,锰元素具有无毒、无污染、储量大、价格低廉等特点,且该正极材料的实际放电比容量超过250mAh/g。通过合成条件的优化、结构的稳定和功能的调控可使其放电比容量达到300mAh/g,远远超过目前正在应用的磷酸铁锂正极材料。富锂层状氧化物成为近年来备受关注且具有广泛应用前景的新型高电压、高容量正极材料。 本项目涉及开发一种富锂正极材料的高电压软包全电池的制作开发,我们以富锂锰基正极材料为正极,中间相碳微球为负极制作了软包锂离子全电池,对极片及全电池的制作工艺进行了探索开发,最终成功得到了能稳定工作的软包电池。该电池展现出非常出色的循环稳定性和库伦效率,能成功的驱动LED器件。此该全电池制作有利于富锂正极材料的实用化与商业化,有望在新能源汽车动力电池方面实际应用。 性能指标 1)首次库伦效率高达85。5%; 2)循环次数350; 3)350周的放电容量保持率高达87。3%,每周的衰减率仅为0。036%,库伦效率始终保持在100%左右; 4)充放电截止电压2。0-4。8 V。 应用范围 新能源汽车高电压、大容量锂离子动力电池
石墨烯精密封装电极材料构筑高性能动力电池
成熟度:通过中试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
化石燃料的集中消耗,加剧了能源日益短缺的现象,同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等,时间、空间上不连续,且需要配备高效的储存和运输系统,这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源,能高效地实现电能与化学能之间的相互转变,成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中,锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系,具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长,而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件,如:正负极电极材料,提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例,其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1,已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然,开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前,高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注,但其块体材料的电化学活性低,导致其高比容量难以有效发挥,并往往表现出较差的循环稳定性。反之,高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面,而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题,天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术,该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径(申请中国专利:一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装,申请日:2015年11月25日;获批中国专利:一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法(授权日:2016年8月17日,专利号:ZL 2014 1 0287323.3))。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性,若用石墨烯对电极材料进行封装包覆,能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象,同时能增强材料的电子电导率。除此之外,石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。 目前,我们的研究团队对石墨烯封装包覆工作做了一系列研究工作,并取得了可喜的成果:(1)我们成功地将褶皱状还原氧化石墨烯包覆在三维中空的V2O5纳米微球表面,石墨烯的封装有效防止了活性物质的溶解和体积膨胀,并能维持其电接触,使复合材料表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该合成方法高效、便捷,且成本低廉对环境无污染。当复合材料用作锂离子电池正极时,在0.1 A g-1电流密度下能保持289 mAh g-1的可逆容量,而5 A g-1电流密度下的可逆容量高达163 mAh g-1,且具有优异的循环稳定性。重要的是,将该合成工艺拓展,用于对CuO立方体、SnO2纳米管和Zn2SnO4纳米盒进行封装包覆,均取得了满意的效果(Nano Energy 2016, 24, 32);(2)与国联汽车动力电池研究院合作,开发了独特的碳包覆三元材料,有效提高了该正极材料的倍率容量和循环稳定性。此项技术已在中试;(3)与天津斯特兰能源科技有限公司合作,开发了碳包覆磷酸铁锂正极材料,该技术与常见的碳包覆不同,改性效果更加明显,目前国内外暂无相关报道。该自主创新技术,预计为天津斯特兰能源科技有限公司带来直接经济效益;(4)与天津市捷威动力工业有限公司合作,开发的碳包覆硅负极材料显示出较高的循环稳定性,公司将投入资金开展碳包覆硅负极材料的产业化。 在能源短缺、环境污染日趋严重的当下,寻求可再生能源已成为人类紧迫的任务。清洁环保的新型交通工具---电动汽车就是在这样的大背景下应运而生,它对于改善人类赖以生存的环境,缓解日益枯竭的能源供应现状具有重大的经济和战略意义。近年来石油价格的飙升,世界发达国家对电动汽车的开发如火如荼,产业化成果推陈出新。较之能源效率仅有17%的内燃引擎车,插电式电动车65%的能源效率明显更为出色,这也促使美国投入24亿美元巨资来推动新能源电动车的发展。而锂离子电池作为下一代混合电动车电池的推进器,其应用前景不言而喻。除此之外,锂离子动力电池还可以使用在便携式设备、卫星、电网储能、纯电动汽车等领域,市场广阔、前景诱人。目前锂离子动力电池最火热的应用是纯电动汽车。当前许多世界著名汽车厂商都致力于开发纯电动汽车,且绝大部分采用的都是锂离子动力电池。而作为汽车的动力来源,锂离子动力电池在大规模使用中仍存在一定的问题,包括昂贵的价格和安全性问题。同时,还需要解决快速充电、循环性能和废旧电池回收等问题。我们团队开发的石墨烯精密封装电极材料的工作有望推动长寿命、高安全的锂离子电池电极材料的发展与应用。 目标行业: 遵循产学研的思路模式,我们团队力求把一些研究成果转化为实际应用。与国内前沿的动力电池公司开展了一系列的合作,如国联汽车动力电池研究院、天津斯特兰能源科技有限公司、天津市捷威动力工业有限公司等电池领域的科研院所及公司,目前已取得了优异的成果。
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
电动汽车用磷酸铁锂高容量锂离子动力电池采用新型设备合成锂离子电池正极材料,测试材料电化学性能及电池性能,研究微波与雾滴的相互作用机理,评价合成工艺。研究集成动力锂离子电池的关键技术,实现电池生产配套工艺方案设计,设计出了公司动力锂离子电池生产的先进工艺路线。进行新型电动汽车用锂离子二次电池的综合研究和评价,考察电池的电化学循环稳定性能、倍率放电性能、安全性能和高低温性能。采用纳米化磷酸亚铁锂材料,优化材料颗粒,提高材料的平台、倍率放电及低温性能。正极采用导电碳涂层铝箔进行涂布,增加材料与铝箔的粘结性,有限降低电池10%—20%内阻,循环过程中有效降低了电池的内阻增长,减少了电池的发电量,提高了其使用寿命。采用A1203涂层隔膜提高电池的安全性,防止毛刺刺破隔膜而发生短路的现象,在高温条件下防止隔膜收缩造成电池短路,在过充、过放、针刺情况下不会起火与爆炸。
动力型锂离子动力电池正极材料锂钴镍锰氧化物的改性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目用共沉淀法合成了锂离子动力电池锂钴镍锰氧化物正极材料,并进行离子掺杂与表面修饰改性研究。用XRD、SEM、激光粒度仪等测试了材料的粒度形貌;用循环伏安、交流阻抗研究了材料的电极反应动力学;用充放电测试仪研究了材料的循环性能与倍率性能;用DCS测试了材料的热稳定性。研究表面该材料达到如下目标:合成的材料达到了如下目标:黑色粉末,中粒径7-10μm,振实密度达2.0-2.4g/cm'3,比表面积小于1m'2/g,使LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2的材料的形貌、粒度、振实密度得以控制。改性后的材料在2.7V-4.5V电压范围内1C倍率 充放电循环100次的容量保持率在90%以上,解决了LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2材料高电压区间内循环稳定性较差的问题。改性后的材料首次放电库仑效率达95%以上,解决了该材料放电容量较差的问题。创新点:共沉淀法合成了 Cl-、Br-掺杂的锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2,并研究了 Cl-、Br-掺杂对材料结构性能的影响;研究了Ge'4+和Sn'4+掺杂对锂钴镍锰氧化物LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料结构性能的影响。通过掺杂改性后的材料不但使材料的粒度、形貌得以控制,还使材料的比容量、倍率性能、安全性得以提高,该材料具有很好的推广前景。