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高能量硅碳负极材料及新型电池应用研究

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,外观设计,新技术

发布时间: 2023-08-01 16:08:42

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 关志涛 | 2023-08-01 16:08:42

锂离子电池具有比能量高、自放电小、循环寿命长、重量轻和绿色环保等优点而被广泛用作各种便携式电子设备和电动汽车的电源。电极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素,而对于负极材料来说,目前商业化的碳负极材料已接近达到其理论极限容量(372 mAh/g),严重限制了高容量型锂离子电池的进一步发展。另外,碳负极电位与金属锂的电位十分接近,过充时会引起锂的沉积,严重时甚至会引起起火爆炸。因此,碳负极材料的这些缺点以及对高容量高安全性电池的需求激发起人们对新型储锂电极材料的研究。

硅材料的储存量较为丰富,且价格较为低廉,硅(Si)与锂(Li)可以形成高原子比的Li4.4Si合金相物质,具有高达4200 mAh/g的理论比容量,而商业化石墨负极理论容量为374mAh/g, 因此将其作为新型负极材料应用到锂离子电池中十分理想,有望作为新一代高能量密度电池材料。

装备制造领域、新能源领域

广东省高效绿色能源与环保材料工程技术研究中心

本项目建设规划分三步走的方式:

第一步建设稳定的中试研发及生产线。将目前实验室的小试产品进行放大,同时,继续与惠州市恒泰科技股份有限公司进行合作,恒泰科技是国内顶尖的微小型电池生产企业,将本项目中试的高能量密度硅碳电极材料产品进一步在恒泰科技公司进行应用评价。该项目前期产学研合作已得到地方资金支持。 “高能量密度微小型电池研发及产业化”, 教育部“蓝火计划”(惠州)产学研联合创新资金2017年度项目,CXZJHZ201708,20万,2018年1月-2019年12月;合作企业:惠州市恒泰科技股份有限公司。

第二步应用客户培育与市场开拓。基于合作公司应用的中试产品进一步推广市场应用,包括与应用公司的配合辅助开发,尤其是根据本项目的特殊性,该电极材料的粘结剂和电解液材料的配套辅助应用开发也非常重要。本项目团队前期已经与惠州市轻益科技有限公司进行了良好的粘结剂合作研发,该项目前期产学研合作也得到地方资金支持。“硅负极粘结剂研发及产业化”, 教育部“蓝火计划”(惠州)产学研联合创新资金2017年度项目,CXZJHZ201709,20万,2018年1月-2019年12月;合作企业:惠州市轻益科技有限公司。

第三步生产线建设或技术转让。根据前期中试小规模生产线的产品应用情况进行成熟技术的转让或融资进行规模化生产线建设。

融资