科创中国

行业领域

新材料产业,新能源产业

需求背景

锂电池能量密度提升的关键在于新型的电极材料开发。高镍三元材料可以显著提升锂电池的能量密度，因而逐渐成为乘用车动力电池市场的主流。同时，负极硅碳材料因具有较高的理论比容量4200m A·h/g、低的脱锂电位（＜***）、环境友好、储量丰富、成本较低等优势而被认为是极具潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料。但在锂离子电池应用过程中发现，高镍三元正极材料由于阳离子混排效应以及材料表面微结构在首次充电过程中的变化，造成其的首次充放电效率不高，产气较严重等。负极选择纯硅易在充放电过程中会发生巨大的体积变化(体积膨胀率300%)，导致其粉化，进而影响到电池的安全性；同时纯硅的电子导电率较低，很难提升锂离子电池的大电流充放电能力。故开发高镍三元和硅碳负极新材料是解决以上技术瓶颈的关键点。

需解决的主要技术难题

需解决的关键技术有：

（1）针对硅碳负极充放电过程中的体积膨胀、三元材料的阳离子混排效应，通过包覆法、掺杂、纳米化等方法，对电极材料进行改性研究，从而提高电极材料的循环性能。

（2）系列高镍三元正极材料和硅碳负极材料的新工艺开发，降低生产成本，提高产品品质和一致性。

（3）匹配电解液和隔膜的选择以及配方确定，优化参数，提高锂离子电池应用性能发挥；

期望实现的主要技术目标

本项目拟通过开发系列高镍三元正极材料和硅碳负极材料以及与电解液、隔膜等匹配性研究，来综合提高电池性能的发挥和安全性，拓宽电池的使用范围且降本增质。

处理进度