针对镍基正极材料倍率性能不足、结构和热力学不稳定性的科学技术难题,项目组从稳定晶面暴露和调控团聚两个角度,自主研发出两种创新技术:超声波-表面活性剂辅助技术,用于提高低镍材料的大倍率充放电性能;颗粒结构定向调控技术,用于开发大容量高稳定高镍正极材料。
主要技术发明点如下:(1)高倍率型多元镍基氧化物超声-表面活性剂辅助制备技术:①超声空化作用消除体系局部浓度不均,提高反应速率,刺激新相形成,抑制颗粒团聚,调控前驱体颗粒尺寸;②(001)晶面暴露的极薄纳米片层可减小锂离子扩散距离,大幅提高材料的大倍率充放电性能。(2)高容量型多元镍基氧化物颗粒结构定向调控技术:①通过构筑高稳定(001)晶面暴露和高密度聚合的均相型氧化物层状储锂结构,提升高镍材料的循环稳定性和热稳定性;②梯度材料中高Mn4+低Ni4+表层结构确保材料优异的电化学稳定性。同时项目组针对废旧电池回收三废高、流程长、收率低等难题,提出了有机酸强化浸出、原位活化重构、散构融合再生三种创新回收机制,实现废旧电池材料短流程重构再生重大技术突破,形成了废旧电池材料绿色、高效、增值再生关键技术体系,实现复杂废旧电池材料高效短流程再生利用。
完成单位:昆明理工大学
完成人:张英杰 董鹏 段建国 王丁 张雁南 李雪 曾晓苑 孟奇
评价单位:“科创中国”先进结构材料科技服务团 (中国有色金属学会)
评价时间:2023-09-05
综合评价
该成果:原创性突出、学术影响力大、技术创新性强、研究难度大、推广应用价值高,应用前景广阔。
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