新型電池材料綠色合成與高比能電池應用
高比能電池面向國家重大需求,僅鋰電池 2017 年市場規模已超 過 1 億 kWh,并且隨著電動汽車、規模儲能市場的迅速發展,電池需 求快速增加,市場規模很快將超過 3000 億元。 本項目為陳軍教授團隊十余年的研發成果。 1. 開發了兩類新型鋰電池正極材料:取代型錳系尖晶石正極材 料和摻雜型超高鎳含量三元層狀材料。相對于 LiCoO2,這兩種材料 原料便宜、制備工藝(連續共沉淀與梯度加熱)簡單,成本優勢明顯, 并且性能優異,產品晶相純度高、形貌規整、振實密度大、長周期循 環穩定性好。 2. 針對傳統無機電極材料的不足,研發有機電極材料,它們由高 豐度的 C、H、O、N 等元素組成,具有易合成、低成本、綠色環保等 突出優點,并且由于可實現多電子反應,容量大、能量密度高,此外 有機電極材料柔韌性強,在柔性可折疊等新穎結構電池體系中應用前 景巨大。部分有機電極材料在實驗室中已實現公斤級制備,并組裝 Ah 級 軟包全電池,經18所等權威機構檢測鑒定,能量密度超過300Wh/kg, 通過安全性測試。計劃 5 年內完成 1-2 種有機電極材料的中試,并實 現部分電池產品的應用示范。 所需條件支持:希望能獲得 60-80 萬/年經費與 100-200m2實驗室 支持,用于購置大容量控溫控壓反應釜、連續式沉淀反應釜、箱式氣 氛爐、旋轉窯爐、電池封裝機等設備,進行材料制備的進一步工藝優 化、宏量放大制備以及大容量電池裝配試驗,推進中試和產業化。
南開大學
2021-04-13