科创中国

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。

技术成果促进本省相关企业发展的同时增加地方产品多样性及市场竞争力，带动地方经济发展。本技术涉及的生产过程无毒害物质排放，提高锂离子电池行业的清洁生产水平，有利于提高企业的环保形象。同时，高性能储能材料的应用及技术推广是解决我国当前严峻的能源环境形势、应对全球气候变化和实现政府承诺的有效举措。

团队围绕高性能锂离子电池电极材料制备领域先后开发了高性能多元氧化物电极材料关键制备技术、金属表面微纳米化修饰制备清洁能源材料关键技术、废旧锂离子电池材料短流程重构基础理论研究及再生技术。

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

高性能多元氧化物电极材料关键制备技术于2014年3月起开始在云南省弥勒协兴科技有限公司和上海德朗能动力电池有限公司推广应用，有效解决了两家公司材料循环性能和安全性能不足的问题。2015年该技术陆续应用于云南能投汇龙科技股份有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司、江西九鼎动力新能源科技有限公司和云南保山格尔普恩科技有限公司。应用企业反馈颗粒结构定向调控技术适用性好，无需进行大规模设备改造。上述企业近三年应用该技术新建正极材料总产能超过10000吨/年。

按照“优势互补、资源共享、校企融合、互惠互利、合作共赢”的原则，发挥校企各自优势，围绕国家重大战略亟需，在推动科技创新、项目培育、人才培养、成果转化及应用推广、科研平台共建等方面开展全方位、多领域的合作，实现双方共赢发展，服务和融入发展新格局，为社会提供更加优质的产品和服务。团队针对目前新能源产业对高性能锂离子电池储能材料的需求，基于团队前期的科研成果，希望在以下方向与相关企、事业单位开展如下成果转化与技术开发合作：（1）综合利用镍铁锰资源制备高性能无钴正极材料技术；（2）高品质三元前驱体可控制备技术；（3）超高镍、无钴高镍正极材料产业化技术；（4）层状氧化物钠离子电池正极材料及前驱体产业化技术；（5）高效、清洁、低成本的废旧电池规模化回收利用技术。双方通过合作开展技术成果交流活动，有效对接技术优势，实现优势技术转移、转化和开发应用，全力提升双方科研创新与技术转化能力。