需求详情:
1、需求解决的技术问题
高容量负极材料设计与批量制备技术研究,开展高比能锂电池用高容量负极材料的电荷传输动力学和电化学性能研究,提出可行的可控制备及合成工艺技术抑制负极材料充放电循环过程的体积膨胀,提升负极材料电子和离子的传输动力学,实现负极材料的低膨稳定循环性能。
2、技术需求提出背景及技术应用领域需求
二次电池技术是我国新能源体系的核心支柱,广泛应用于电动汽车、大规模储能、低空电动飞行器(eVTOL)、机器人及航空航天等领域,对构建绿色能源结构、实现“双碳”目标具有不可替代的战略作用,同时也是无人系统、便携战术装备及现代武器装备能源供应的基础保障。
3、技术难点
(1)高比能正极材料的制备技术,从正极材料组成、微观结构和表界面性质和制备工艺等方面开展研究,获得具有高稳定性,高容量,长寿命正极材料,掌握相关正极材料制备和改性技术。
(2)高容量负极材料制备技术,从负极材料的结构设计、成分调控,到复合材料的构建以及界面工程的优化等多个维度,开发高比能锂电池体系下高性能负极材料开发。
(3)高比能锂电池设计与制造技术,聚焦高容量电极材料的匹配性设计,通过电极结构优化与界面调控提升界面稳定性;结合多物理场仿真与失效机制分析,优化电池体系能量密度、循环寿命与安全性能的协同平衡,构建高比能电池规模化制造的核心技术体系。
4、主要技术经济指标
(1)研发出高比能的正极材料克容量达到220mAh/g以上,界面热反应峰值温度不低于235℃,循环寿命超800次。
(2)实现负极材料克容量〉2300mAh/g,首效不低于86%,负极材料循环寿命〉500次,负极片体积膨胀〈30%。负极材料单批次合格产量不低于5kg。
(3)研制出电池容量不低于20Ah,比能量≥450Wh/kg,最大放电倍率达到5C,室温100%DOD循环寿命≥500次@80%,安全性能满足国标要求,通过200℃的热箱实验,并通过针刺测试。
5、本项目预期成果
(1)开发出一款高安全高比能锂电池,并形成1项工业新产品;
(2)申请与项目相关的发明专利≥5项;
(3)发表项目相关的高水平学术论文≥3篇;
(4)与本项目相关产品或技术服务销售达到3000万以上。