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,主要包含新型鋰電池、鈉電池、鋅電池等新能源電池,可用于電動汽車、可再生能源風光發電儲能等領域。 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。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,具有清潔環保優勢。 可合作宏量制備及大容量電池裝配,推進中試和產業化,將產生顯著經濟效益、環境效益和社會效益。
南開大學
2021-02-01