科创中国

新型聚阴离子型正极材料硅酸亚铁锂（Li2FeSiO4）具有工作电压高、比能量大、结构稳定等优点，然而其较低的电子导电率和锂离子扩散速率极大地限制了该材料在储能领域的广泛应用。本项目针对该材料两大缺陷，围绕“接枝”不同卤素离子的有机硅作为新型硅源，原位一步构筑了卤素阴离子掺杂的Li2FeSiO4-yXy@Carbon复合正极材料。在此基础上，揭示工艺过程控制与结构特征的关系，实现该材料的结构优化与性能调控；提出一种新型硅酸亚铁锂动力电池正极材料—设计—制造一体化的优化设计理论与方法；研发出基于新材料的动力电池产品的制造工艺技术和质量控制方法；突破硅酸亚铁锂正极新材料导电率低、锂离子传输速低等应用技术难题，形成系列新材料、新技术和专利技术成果。

本创新项目源于项目负责人及团队前期省部级、产学研及横向开发等一系列课题的工作延伸。项目研究成果不仅将有利于实现新能源汽车动力电池材料一体化综合设计、制造和应用，提升我国动力电池材料的自主创新研发能力和国际竞争力，而且将为实现汽车工业的新能源化、轻量化、绿色化和可持续化发展提供技术和产品支撑，为进一步推广应用性优、价廉的动力电池新材料及其新产品、新技术起到示范作用，产生良好的经济效益和社会效益。

锂离子动力电池用高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料（如Li2FeSiO4及其改性材料）的研发及产业化应用具有广阔的应用前景，主要体现在以下几个方面：

一、新能源汽车领域

1. 动力电池性能提升：
   • 硅酸亚铁锂基复合正极新材料具有工作电压高、比能量大、结构稳定等优点，这些特性使得其成为提升动力电池性能的重要候选材料。通过改性处理，如卤素阴离子掺杂和碳包覆，可以进一步提高其电子导电率和锂离子扩散速率，从而提升电池的整体性能。
   • 应用于新能源汽车中，可以显著提高电动汽车的续航里程和动力性能，满足消费者对高性能电动汽车的需求。
2. 助力新能源汽车产业发展：
   • 随着全球对新能源汽车产业的重视和投入不断增加，高性能正极材料的研发和应用对于推动新能源汽车产业的快速发展具有重要意义。硅酸亚铁锂基复合正极新材料的产业化应用，将为新能源汽车产业提供重要的技术支持和材料保障。

二、储能领域

1. 储能电池性能提升：
   • 硅酸亚铁锂基复合正极新材料同样适用于储能电池领域。储能电池对于实现电网的削峰填谷、提高可再生能源的利用率等方面具有重要作用。高性能的硅酸亚铁锂基复合正极新材料可以提升储能电池的能量密度和循环寿命，从而提高储能系统的整体性能。
2. 拓宽储能应用场景：
   • 随着储能技术的不断发展和成本的降低，储能电池的应用场景也在不断拓宽。硅酸亚铁锂基复合正极新材料在储能领域的应用，将进一步推动储能技术的普及和应用，为构建以新能源为主体的新型电力系统提供有力支持。

三、其他领域

1. 便携式电子设备：
   • 硅酸亚铁锂基复合正极新材料也可以应用于便携式电子设备中，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。这些设备对电池的能量密度和循环寿命有较高要求，高性能的正极材料可以提升这些设备的电池性能，延长使用时间。
2. 工业设备：
   • 在一些需要高能量密度和长循环寿命电池的工业设备中，硅酸亚铁锂基复合正极新材料同样具有广阔的应用前景。例如，电动叉车、电动搬运车等工业车辆，以及工业自动化生产线上的机器人等设备，都可以采用这种高性能的正极材料来提升其电池性能。

本项目研究团队长期从事包括新能源材料在内的先进复合材料研究，开展了大量与锂离子电池材料（国家NSFC项目、双一流建设引导专项）、复合材料表面和界面研究（国家“863”课题）的项目；项目组均博士毕业于国内知名高校院所，年龄结构老中青分明，具有开拓的学术视野、交叉性、多元化的学术背景和丰富产学研经验，可为本项目研究的顺利实施打下良好的基础。

锂离子动力电池用高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料的研发及产业化应用产生的效益主要体现在以下几个方面：

一、技术创新与材料性能提升

1. 性能优化：硅酸亚铁锂（Li2FeSiO4）作为一种新型聚阴离子型正极材料，具有工作电压高、比能量大、结构稳定等优点。然而，其较低的电子导电率和锂离子扩散速率限制了其广泛应用。通过研发高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料，如卤素阴离子掺杂的***@Carbon复合正极材料，可以显著提升材料的电子导电率和锂离子传输速率，从而优化材料的电化学性能。
2. 技术突破：项目团队通过“接枝”不同卤素离子的有机硅作为新型硅源，原位一步构筑了复合正极材料，并揭示了工艺过程控制与结构特征的关系，实现了材料的结构优化与性能调控。这种技术创新不仅解决了硅酸亚铁锂材料导电率低和锂离子传输速低的问题，还形成了系列新材料、新技术和专利技术成果。

二、经济效益

1. 成本降低：随着高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料的研发成功和产业化应用，有望推动锂电池正极材料成本的降低。这主要得益于新材料的高效利用和规模化生产带来的成本效益。
2. 市场拓展：新材料的应用将推动锂离子电池在新能源汽车、储能系统等领域的应用拓展，从而带动相关产业链的发展，形成新的经济增长点。

三、社会效益

1. 环保贡献：锂离子电池作为清洁能源的重要组成部分，其性能的提升和成本的降低将有助于推动新能源汽车的普及和储能系统的应用，进而减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放，为环境保护做出贡献。
2. 产业升级：高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料的研发及产业化应用将推动动力电池材料产业的升级，提升我国动力电池材料的自主创新研发能力和国际竞争力，为新能源汽车产业的发展提供有力支撑。

四、其他效益

1. 技术示范：该项目的成功实施将为其他新型材料的研发和产业化应用提供技术示范和借鉴经验，推动整个材料科学领域的创新发展。
2. 人才培养：项目团队在研发过程中积累了丰富的经验和技术知识，培养了一批高素质的研发人才和管理人才，为未来的科技创新和产业发展奠定了坚实的人才基础。

综上所述，锂离子动力电池用高性能硅酸亚铁锂基复合正极新材料的研发及产业化应用将产生显著的技术创新、经济效益、社会效益以及其他多方面的效益。

转让、入股、合作开发均可，商业模式灵活。