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动力型锂离子电池、高比能锂离子电池

成果编号
18478
完成单位
南京航空航天大学
完成时间
2017年
成熟程度
小批量生产阶段
价格
面议
服务产业领域
装备制造 能源环保 新材料
单位类别
211系统院所
关注
科技计划 成果形式
合作方式 参加活动
技术服务
专利情况
未申请专利

成果简介

综合介绍
电动汽车(EV)用动力锂离子电池为满足人们对EV行驶里程不断提高的要求,需要提供更高的比能量和安全性能。正负极材料对锂离子电池的比能量、循环性能和安全性能具有决定性的作用。富锂锰基正极材料,由于放电容量更高,受到了人们的广泛关注。钛基负极由于较低的生成成本、良好的循环稳定性、高的安全性被认为是下一代锂离子电池的理想负极材料。特别是尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)作为一种新型锂离子电池的负极材料,具有很多独特的优点。钛酸锂材料具有较高的锂离子扩散系数(约2×10-8 cm2 s-1),在锂离子嵌入、脱出过程中体积几乎没有变化,被称为“零应变材料”,这能够避免充放电循环中由于电极材料的来回收缩而导致的结构破坏,从而提高电极的循环性能和使用寿命。而且钛酸锂材料的放电平台电位较高,能够在有机电解液不发生分解的电位范围内进行充放电反应,不易形成SEI膜,也避免锂金属的析出,从而使安全性能大大提高。珠海格力电器8月23日对外宣布,公司以发行股份方式正式收购收购珠海银隆新能源有限公司100[%]股权,交易价格为130亿元,主要看中的是其钛酸锂及电池技术。因此,钛酸锂电池技术是新能源产业的重要组成部分,具有十分广阔的市场前景。 实现高性能纳米钛酸锂的低成本大生产并有效控制材料质量是目前面临的最大挑战。自主研发了一种均匀碳包覆纳米电极材料的通用新技术,以及提高钛酸锂材料导电性的普适性方法,利用该技术成功的制备了系列均匀碳包覆的高导电性纳米电极材料。该创新性制备路线以及表面涂层技术完全拥有自主知识产权,制备的材料可以保证在充放电过程中锂离子的快速脱嵌和电子的快速的传输,从而有效的提高了电极材料的大倍率充放电能力、循环稳定性能,安全性,高低温特性。相比于目前商业化的钛酸锂负极,新研发的纳米钛酸锂材料成本更低、充放电速率更快,工作适应温度更宽尤其是低温性能。本生产工艺经过多年实验优化设计,此过程为大工业生成设计,具有低成本原料,工艺简单,无需任何催化剂,生成效率高,并对最终产品实现精确控制的优势。 此外,研究团队开发了高比能硅碳复合材料以及硅碳掺杂石墨负极材料的宏量制备技术,正极材料方向,团队主要集中在纳米磷酸铁锂技术、三元高镍材料以及高电势LiNi0.5Mn1.5O4正极材料。
创新要点
【适用范围】广泛用于各型电动车辆,包括电动公交车、电动乘用车、混合动力汽车、治安巡逻车、应急消防车、电动物流车、电动抬包车、高尔夫球车、电动摆渡车、电动环卫车、电动摩托车等各类绿色环保型车辆,同时应用于交通信号、气象雷达、通讯基站、医院、金融等后备电源系统,也可用于军工、船舶、航空航天等领域。 【专利状态】申请中国发明专利20余项,其中已授权4项,部分研究成果已经实现技术转移或产业化示范应用,产生了一定的社会和经济效应。已授权的专利包括CN104445405A、CN103413929A、CN103413930A、CN 103427068A等。
技术指标
钛酸锂电池技术:能量密度75 Wh kg-1 以上,功率密度1200 W kg-1以上,安全循环5000次以上。 高比能硅负极技术:高比能硅碳石墨负极材料的宏量制备技术,硅含量 (3-25wt[%]),振实密度0.95-1.1 g cm-3, 比容量400-1000 mAh g-1,首次库伦效率高达92[%]以上,能量密度大于300 Wh kg-1。
其他说明

                                    

完成人信息

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