科创中国

新能源及节能技术,新型高效能量转换与储存技术

目前，国内外锂离子电池的产业化研究中主要存在恶劣低温环境下适用的产品缺失、国内对低温电池的应用性生产开发缺失、工艺难、附加值不高等系列难题。现有锂离子电池产品客观存在低温工况下的放电性能弱，电能转化和利用效率不高等问题，国内同行领军企业也一直未能突破。 本成果产品是长寿命、宽温域18650圆柱型锂离子电池，通过集成三元镍钴锰酸锂正极微纳结构化设计合成、抗低温电解液设计优化和相转变智能控温薄膜涂层材料制备技术，解决了低温长寿命高安全性锂离子电池的先进制造与装配难题，实现了锂离子电池技术性和经济性突破。

（1）温度特性好。-20℃到+35℃的温度下放电占额定容量的95%以上；在-45 ℃下，电池平均内阻46 mΩ，100次中充放电效率75%以上，普通锂电池在该温度下放电容量低于25%。 （2）寿命长。100% 深度充放电稳定循环寿命大于1000圈，而普通商业锂离子电池的循环寿命要求为大于300圈；在-45℃到60℃温度范围内使用寿命大于8年，而普通锂离子电池在不加加热单元情况下在零度以下无法正常工作，加装加热单元后使用寿命少于5年。 （3）高安全性。独创抗低温准固态电解液，该电解液在搅拌过程中呈流体状态，当停止搅拌后呈现准固体状态；其在避免因撞击或针刺等造成包装破坏而引起的漏液和易燃问题发生而增强电池安全性的同时，还解决了电池的低温功率低和易热失控的难题；8项测试不起火不爆炸。

王宝，博士，中国科学院过程工程研究所研究员，中国科学院大学岗位教授，博士生导师。2016年入选中科院率先行动“百人计划”加入中国科学院过程工程研究所任研究员，2019年入选中国科学院“百人计划”择优项目。主要从事纳米结构功能材料的设计合成与应用研究，重点开展高性能锂离子电池、钠离子电池和超级电容器等储能器件研究，并进行产业化应用实践。现已发表SCI论文70余篇，11篇入选“基本科学指标数据库（ESI）”高被引论文。参与申请美国发明专利2项，授权1项；申请中国发明专利17项，授权6项。 郑淑敏，博士，中国科学院过程工程研究所、生化工程国家重点实验室博士后，助理研究员。毕业于中国科学技术大学材料科学与工程专业。 耿海涛，博士，中国科学院过程工程研究所、生化工程国家重点实验室博士后，助理研究员。毕业于天津大学材料学专业。 高一博，东北大学冶金工程专业博士研究生在读，现于中国科学院过程工程研究所联合培养。 董少文，中国矿业大学（北京）化学工程与技术专业博士研究生在读，现于中国科学院过程工程研究所联合培养。

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