高安全性、宽温域、长寿命二次电池及关键材料的研发和产业化
固态电池关键材料体系发展研究
固态电池关键材料体系发展研究目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 研究目的与任务 (4)3. 研究方法与思路 (6)二、固态电池概述 (6)1. 固态电池的基本原理 (7)2. 固态电池的分类 (9)3. 固态电池的特点及优势 (10)三、固态电池关键材料体系 (11)1. 正极材料 (13)2. 负极材料 (14)3. 电解质材料 (16)4. 隔离膜材料 (17)5. 添加剂与粘合剂等辅助材料 (18)四、固态电池关键材料体系的发展现状 (19)1. 正极材料的发展现状 (20)2. 负极材料的发展现状 (21)3. 电解质材料的发展现状 (22)4. 隔离膜材料的发展现状 (23)5. 其他辅助材料的发展现状 (25)五、固态电池关键材料体系的技术挑战与解决方案 (26)1. 技术挑战 (27)2. 解决方案与路径探讨分析 (28)一、内容描述随着全球对可持续能源的需求不断增长,固态电池作为一种具有高效能、长寿命和环保性能的新型电池技术,受到了广泛关注。
固态电池的关键材料体系对其性能和成本具有重要影响,因此研究固态电池关键材料体系的发展具有重要的理论和实际意义。
固态电解质:固态电解质是固态电池的核心组成部分,其性能直接影响到电池的能量密度、循环稳定性和安全性能。
本节将对现有固态电解质的研究进展进行梳理,包括聚合物电解质、无机非金属电解质等,并探讨其在固态电池中的应用前景。
电极材料:电极材料作为固态电池的另一关键组成部分,其导电性、离子传输能力和化学稳定性对于电池的性能至关重要。
本节将对目前主要的电极材料(如硅基、硫属化合物、硫化物等)进行综述,分析其优缺点及在固态电池中的应用潜力。
界面科学与调控:固态电池的界面结构对其性能具有重要影响,如界面电阻、界面反应等。
本节将对固态电池界面科学的研究现状进行梳理,重点关注界面调控策略(如掺杂、包覆、共价键形成等)及其在提高固态电池性能方面的作用。
山东省锂电池产业高质量发展行动方案
山东省锂电池产业高质量发展行动方案根据工业和信息化部有关文件精神,为抢抓能源电子产业发展机遇,引导锂电池产业加快技术进步和转型升级,推动高质量发展,制定本行动方案。
一、发展目标以特色化、规模化、国际化为发展方向,聚力攻坚锂电池关键核心技术,优化产业布局,强化基础能力,加强与新能源汽车、储能、消费电子等领域协同配套,提升产业链供应链韧性,打造具有一定竞争力锂电池产业高地.到2025年,全省锂电池产业规模突破1000亿元。
做强一批龙头企业、打造一批产业地标,涵盖正负极材料、隔膜、电解液、电芯及电池制造、终端应用、拆解回收等的产业链条初步形成。
锂电池材料共性技术研发创新能力,以及磷酸铁锂、三元锂等主流产品循环寿命、能量密度、安全性能等加快提升。
到2027年,做优一批产业特色,锂电池产业链条进一步完善,固态电池、钠电池等新产品研发与产业化取得突破,锂电池回收利用体系基本完备,构建绿色、高效、智能的锂离子电池产业生态.二、重点领域(一)扩大消费类电池品类,推出一批安全性高、能量密度大、充电速度快、体积小、可定制的锂电池产品,满足可穿戴设备、智能音箱、无人机等高度集成化、功能多样化、小型轻便化消费类电子产品的电池需求.(二)提升动力类电池质量。
强化磷酸铁锂电池、镒酸锂电池和三元材料电池等产品供给能力,提高产品寿命、提升纯电续航能力、增强使用安全性、降低制造成本,满足电动;气车、电动列车、电动自行车等动力市场需求.(三)优化储能类电池性能。
优化储能电池产品性能,进一步提升容量、循环寿命、充放电稳定性、高低温性能等指标,满足复杂环境下的电力储能、家用储能、工业储能等需求。
(四)提高锂电池材料配套水平。
支持有关市依托高端化工产业基础,布局锂电池正极、负极、电解液、隔膜、关键辅材等配套材料的研发制造,突破新型材料制备技术,支撑锂电池产品性能提升和生产效率优化。
(五)强化系统开发及关键部件攻关。
积极布局能量存储单元(电芯)、电池管理系统、配电单元等锂电池系统开发,以及智能传感器、电源管理芯片、光通信芯片、计算芯片、数字信号处理芯片等关键部件研发,提升电池系统精细化管理能力和关键零部件自给能力。
国自然c1208研究方向和名称
国自然c1208研究方向和名称国自然C1208是指中国国家自然科学基金委员会的一个研究项目编号,该项目的具体研究方向和名称可以根据不同的项目而有所不同。
以下是可能的研究方向和名称,供参考:1.研究方向:生物医学工程项目名称:基于生物医学工程技术的新型药物递送系统的研发与应用项目简介:该项目主要针对药物递送领域中的关键问题,采用生物医学工程技术,研发出基于纳米材料的新型药物递送系统,并进行其在药物治疗中的应用研究,以提高药物递送的效率和减少药物的副作用。
2.研究方向:新能源材料与技术项目名称:高效太阳能电池和超级电容器的研究及应用项目简介:该项目旨在通过研究新型能源材料和技术,提高太阳能电池和超级电容器的能量转化效率和储能能力。
重点研究太阳能电池材料的光吸收、电子传输等性质以及超级电容器的电化学性能和材料设计,并探索相关技术在可再生能源中的应用。
3.研究方向:智能信息处理与算法项目名称:基于深度学习的智能交通系统研究项目简介:该项目致力于利用深度学习技术改进交通系统的智能化程度。
通过对交通数据的采集与处理,构建智能交通识别系统,实现对交通流量、车辆轨迹、事故预测等信息的智能分析,以提高道路交通的安全性、流畅性和效率。
4.研究方向:环境污染控制技术项目名称:基于新型材料和技术的水污染治理研究项目简介:该项目旨在通过新型材料和技术,改善水环境污染状况。
研究内容包括新型吸附剂、催化剂以及光催化材料的开发与应用,为水污染的净化和处理提供可行的解决方案,实现环境保护和可持续发展的目标。
以上只是一些可能的研究方向和名称,具体的国自然C1208项目还需要根据具体的研究内容和立项情况来确定。
在撰写研究方向和名称的过程中,需要考虑到当前科学技术的发展趋势、社会需求以及研究团队的专长和资源优势,以确定一个有前景和创新性的研究方向和名称。
钠离子电池ppt课件
辊压
对干燥后的电极片进行辊压, 使其达到所需的厚度和平整度
。
电池组装和封装设备简介
01
02
03
电池组装设备
包括卷绕机、叠片机等, 用于将正负极片、隔膜等 按一定顺序卷绕或叠片成 电池芯。
注液设备
采用真空注液法或非真空 注液法,将电解液注入电 池芯中。
封装设备
包括激光焊接机、热封机 等,用于完成电池芯的密 封和引出极耳的焊接。
特点
高能量密度、长循环寿命、低成 本、环保可持续等。
发展历程及现状
发展历程
钠离子电池的研究始于上世纪80年 代,近年来随着技术的不断进步,其 性能得到了显著提升。
现状
目前,钠离子电池已经实现了商业化 应用,并在储能、电动汽车等领域得 到了广泛应用。
应用领域与前景展望
应用领域
储能系统、电动汽车、移动通信基站等。
钠离子电池ppt课件
• 钠离子电池概述 • 钠离子电池工作原理 • 钠离子电池制备工艺与设备介绍 • 钠离子电池性能测试与评估方法
目录
• 钠离子电池优缺点比较及挑战分 析
• 钠离子电池发展趋势预测与展望
目录
01
钠离子电池概述
定义与特点
定义
钠离子电池是一种二次电池,以 钠离子在正负极之间迁移来存储 和释放电能。
前景展望
随着可再生能源的快速发展和电动汽车市场的不断扩大,钠离子电池的需求将 持续增长。同时,随着技术的不断进步和成本的降低,钠离子电池的应用领域 将进一步拓宽。
02
钠离子电池工作原理
电化学反应机制
钠离子脱嵌
充电时,钠离子从正极材料中脱嵌,通过电解液和隔膜嵌入 负极材料;放电时,钠离子从负极材料中脱嵌,重新嵌入正 极材料。
科技部公布第二批10项国家重点研发计划
龙源期刊网
科技部公布第二批10项国家重点研发计划作者:
来源:《中国标准导报》2016年第03期
2月19日,科技部公布了第二批10项国家重点研发计划,包括高性能计算、重点基础材料技术提升与产业化、战略性先进电子材料、地球观测与导航、煤炭清洁高效利用和新型节能技术、重大科学仪器设备开发、材料基因工程关键技术与支撑平台、网络空间安全、智能电网技术与装备和国家质量基础的共性技术研究与应用等10个重点专项。
重点基础材料技术提升与产业化专项围绕钢铁、有色金属、石化、轻工、纺织、建材等6个方面重点基础材料技术提升与产业化部署31个重点研究任务,专项实施周期为5年,即2016—2020年。
2016年启动其中12个重点任务:高品质特殊钢、高强度大规格易焊接船舶与海洋工程用钢、大规格高性能轻合金材料、高精度铜及铜合金材料、化纤柔性化高效制备技术、高性能工程纺织材料制备与应用、基础化学品及关键原料绿色制造、合成树脂高性能化及加工关键技术、塑料轻量化与短流程加工及功能化技术、制笔新型环保材料、水泥特种功能化及智能化制造技术、特种功能玻璃材料及制造工艺技术等。
“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”专项重点围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个创新链(技术方向)部署23个重点研究任务。
2016年首批在7个技术方向启动16个项目,其中煤炭清洁转化包括低变质煤直接转化反应和催化基础研究,煤热解气化分质转化制清洁燃气关键技术,煤转化废水处理、回用和资源化关键技术。
此前,科技部公布的第一批国家重点研发计划项目中,量子通信、纳米科技等9大专项入选。
(摘编自科技部网站和中国石化新闻网)。
高功率高安全钠离子电池研究及失效分析
2、钠离子在固体电解质中的穿梭效应
在钠离子固体电解质中,穿梭效应是指钠离子在电解质的两界面之间穿梭的 现象。这种效应有利于提高钠离子扩散率和固体电解质的电导率,但也会导致界 面稳定性下降。因此,研究穿梭效应对于优化钠离子固体电解质性能具有重要意 义。
3、钠离子固体电解质的制备方 法、分类和优缺点
三、安全性能研究
针对高功率锂离子电池的安全性能,本次演示从以下几个方面进行了研究和 探讨。首先,锂离子电池的制程和生产工艺对于其安全性具有重要影响。合理的 制程和生产工艺能够有效降低电池内部存在的缺陷和安全隐患。其次,电池的安 全使用和管理也是至关重要的。使用过程中应当遵循规范的操作流程,避免过充、 过放、高温、短路等危险操作。
二、电化学性能研究
然而,高功率锂离子电池也存在一些潜在的劣质性,例如在高倍率充放电条 件下,电池的容量和寿命会受到一定的影响。此外,过充、过放、高温等条件下, 电池的安全性也需要考虑和优化。
三、安全性能研究
Байду номын сангаас
三、安全性能研究
高功率锂离子电池作为一种能量存储设备,其安全性是至关重要的。近年来, 由于电池安全问题导致的火灾和爆炸事故时有发生,这给锂离子电池的应用带来 了很大的安全隐患。
2、高功率高安全钠离子电池研 究现状
2、高功率高安全钠离子电池研究现状
目前,高功率高安全钠离子电池的研究主要集中在材料设计、结构优化和电 池管理等方面。例如,研究者们致力于寻找具有高导电性、高化学稳定性和低成 本的电极材料,以提高电池的能量密度和循环寿命。同时,通过改进电池结构, 如采用三维多孔材料、纳米结构设计等,可以有效提高电池的功率密度和充放电 速率。
四、结论
四、结论
本次演示对高功率锂离子电池的电化学性能和安全性能进行了详细的研究和 探讨。通过对其电化学性能的测试和分析,发现高功率锂离子电池具有高能量密 度、长寿命和宽温区等优点,但也存在一些潜在的劣质性,如高倍率充放电条件 下的容量和寿命衰减等。在安全性能方面,应当采取有效的制程和生产工艺措施 以及合理的使用和管理规范,以确保锂离子电池在应用过程中的安全性。
高倍率、宽温域特种电池发展简史
一、特种电池的定义和发展背景特种电池是指在特定工况下能够提供持续电能输出的电池,在军事、航天、医疗等领域有着广泛的应用。
特种电池具有高倍率、宽温域等特点,能够在特殊环境下稳定工作,因此在一些特殊领域的需求日益增长。
二、高倍率、宽温域特种电池的发展历程自20世纪50年代开始,随着科技的迅速发展,特种电池逐渐走向了商业化。
在特种电池领域,高倍率、宽温域电池一直是研究的热点。
在发展历程中,经历了以下几个阶段:1. 初期探索阶段本阶段主要集中在对电池技术的初步研究和探索上。
在这个阶段,主要是对电池的物理特性和化学特性进行了初步了解,开发了一些初步的高倍率、宽温域特种电池原型。
2. 技术突破与应用拓展阶段随着技术的不断进步和研究工作的深入开展,一些关键技术得到突破,如新型电极材料的研发、电解液的改良、制造工艺的改进等。
这些技术突破为高倍率、宽温域特种电池的商业化应用奠定了坚实的基础。
3. 工程化和产业化阶段在技术突破的基础上,高倍率、宽温域特种电池逐渐进入工程化和产业化阶段。
大量的实验室研究成果得到了工程化应用,相应的产业链也愈发完善。
逐步形成了由材料研发、电池制造、应用销售等各个环节相互配合的完整产业链。
4. 未来展望在未来,高倍率、宽温域特种电池的发展空间仍然广阔。
随着军事、航天、医疗等领域需求的不断增长,特种电池的应用领域将会继续扩大。
新材料、新工艺的不断涌现也将进一步提升特种电池的性能和稳定性。
高倍率、宽温域特种电池仍然具有很大的发展前景。
三、我国高倍率、宽温域特种电池的发展现状及展望我国在特种电池领域也取得了一定的成就。
在高倍率、宽温域特种电池领域,我国的研究机构和企业也进行了大量的科研工作和技术攻关,取得了一系列创新成果。
1. 已有成果我国在高倍率、宽温域特种电池领域已经拥有了一些具有自主知识产权的核心技术,并且在一些专业领域已经实现了商业化应用。
我国在特种电池领域也形成了一些具有一定竞争力的企业和产品。
微纳结构碳固载有机复合电极及宽温域有机锂电池
微纳结构碳固载有机复合电极及宽温域有机锂电池微纳结构碳固载有机复合电极:微纳结构碳固载有机复合电极是一种新型的电极材料,具有复合材料的优点,并在电池领域展现出了巨大的潜力。
它是由微纳米级碳材料与有机材料结合而成,通过合理的设计和调控,使得电极的储能性能得到了大幅度提高。
这种复合电极在电池的储能和释放过程中,具有较高的能量密度和循环稳定性,同时还能提高电池的安全性和环境友好性。
1. 微纳结构碳材料在电池中的应用:微纳结构碳材料具有高导电性、高比表面积和优异的循环稳定性等特点,在电池领域有着广泛的应用。
通过控制碳材料的尺寸、形貌和晶体结构等特征,可以调控电极的储能性能和循环寿命。
此外,微纳结构碳材料还可以与其他功能材料进行复合,形成复合电极,进一步提高电池的性能。
2. 有机材料在电池中的应用:有机材料具有丰富的化学结构和性质,可以通过化学合成的方法进行调控,具备很大的应用潜力。
有机材料在电池领域主要应用于电解质的设计和制备,能够提高电解质的导电性和稳定性,同时有机材料还可以用作电池的活性层材料,增加电极与电解质之间的接触面积,提高电池的输出性能。
3. 微纳结构碳固载有机复合电极的优势:微纳结构碳固载有机复合电极充分发挥了微纳结构碳材料和有机材料的优势,具有以下几个方面的优势:(1) 提高电池能量密度:微纳结构碳材料作为导电骨架,能够提供良好的电子传输通道,有机材料则能提供高容量的储锂能力,两者的结合可以实现能量密度的提升。
(2) 提高电池循环稳定性:微纳结构碳材料具有优异的循环稳定性,能够抵抗电池在长时间充放电循环过程中的结构破坏,而有机材料则能够提供稳定的储锂环境,使得电池能够保持较高的循环寿命。
(3) 提高电池安全性:微纳结构碳材料具有良好的导电性能和热导性能,可以有效地散发电池中产生的热量,降低电池的热失控风险,提高电池的安全性。
(4) 提高电池环境友好性:微纳结构碳材料和有机材料都具有良好的环境友好性,不含重金属等有害物质,可以降低电池对环境的污染。
固态锂电池 国家重点研发计划
固态锂电池国家重点研发计划下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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宽温域锂电池技术介绍
宽温域锂电池技术介绍《宽温域锂电池技术介绍》宽温域锂电池技术是为了解决锂电池在极端温度环境下性能下降的问题而发展起来的一种新型电池技术。
锂电池作为一种广泛应用于移动电子设备和电动汽车等领域的重要能源储存技术,其性能受温度的影响较大。
常规的锂电池在低温下放电能力下降、内阻增加,而在高温下则容易造成电池的泄漏和安全隐患。
因此,宽温域锂电池技术的开发成为了提高锂电池在极端温度环境下可靠性和安全性的关键。
宽温域锂电池技术的核心思想在于寻找一种新型电解液和电解质体系,以及改良电池的结构和材料,使得锂电池在极端低温和高温环境下都能保持良好的性能。
在低温下,通过增加电解液中的添加剂和改善电池的结构设计,可以有效提高电池的导电性,减少内阻的增加。
同时,通过优化电池的材料选择以及电池的结构设计,可以提高电池在高温下的耐热性能,防止电池泄漏和安全事故的发生。
宽温域锂电池技术的研究面临许多挑战。
首先是选择合适的电解液和添加剂。
目前,有机电解液已经得到了广泛应用,但在低温下电导性能较差。
因此,需要开发一种新型电解液,以提高电池在低温下的性能。
其次是选择合适的电极材料和隔膜材料,以及改进电池的结构。
合适的电极材料应该具有良好的离子传导性能和高的化学稳定性,在高温下不易发生腐蚀。
隔膜材料需要具有较好的耐温性能和较低的内阻,以确保电池在高温下的安全性和性能。
最后,还需要通过合适的电池管理系统,实时监测电池的温度和电压等参数,以确保电池在极端温度环境下的安全运行。
宽温域锂电池技术的发展将推动锂电池的广泛应用。
它可以提高电池在极端温度环境下的可靠性和安全性,延长电池的使用寿命,同时也可以提高电池的能量密度和充放电效率。
随着人们对电动汽车和移动电子设备等电能需求的增加,宽温域锂电池技术的研究和应用前景将会更加广阔。
综上所述,宽温域锂电池技术作为一种解决锂电池在极端温度环境下性能下降问题的新型电池技术,具有重要的意义和应用价值。
通过优化电解液和添加剂、改进电池的结构和材料选择,可以提高锂电池在低温和高温环境下的性能和安全性,促进锂电池技术的发展和应用。
宽温域介电稳定介质材料-概述说明以及解释
宽温域介电稳定介质材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述宽温域介电稳定介质材料是近年来在电子器件领域备受关注的一种新型功能材料。
它具备稳定的介电性能和宽广的工作温度范围,能够在极端温度条件下保持其电学性能的稳定性。
这些材料可以在高温、低温及恶劣环境下提供可靠的电绝缘性能,适用于各种电子设备和器件的制造。
宽温域介电稳定介质材料的应用领域非常广泛。
在航空航天、汽车、能源等领域中,电子设备通常需要在极端温度环境下工作,而且还要能够长时间保持其性能稳定。
宽温域介电稳定介质材料的出现为这些领域带来了新的解决方案。
例如,在航空航天领域,它可以用于制造高温环境下的电容器、电子线路板以及电磁屏蔽材料等。
在汽车领域,它可以应用于温度变化较大的引擎控制模块、电动车辆电池管理系统等。
在能源领域,它可以用于太阳能电池、电力电容器等器件的制造。
宽温域介电稳定介质材料具有许多优势和前景。
首先,它们具有极高的介电常数和低的介质损耗,能够提供良好的电绝缘性能和信号传输质量。
其次,这些材料具有较高的电击穿场强和高温抗裂纹扩展性能,能够在高压和高温条件下工作稳定可靠。
此外,宽温域介电稳定介质材料还具备较高的耐热性和耐候性,能够长时间承受恶劣环境的影响而不发生性能退化。
然而,发展宽温域介电稳定介质材料也面临挑战和问题。
首先,材料的合成和制备技术仍处于探索阶段,需要更有效、可大规模生产的方法来获得高质量的材料。
其次,它们的性能与温度的关系及其在特定温度范围内的变化规律仍需深入研究。
此外,对于宽温域介电稳定介质材料的长期稳定性和可靠性的评估与预测也是一个需要解决的难题。
为解决这些挑战,一些解决方案已经提出。
例如,研究人员可以通过多组分材料的掺杂和组合,来改善宽温域介电稳定介质材料的性能,增加其工作温度范围。
同时,应用先进的材料表征和模拟技术,可以更准确地研究宽温域介电稳定介质材料的结构与性能之间的关系,为其进一步的优化提供指导。
综上所述,宽温域介电稳定介质材料具有重要的应用前景,并且在各个领域都能起到关键作用。
浅析军贸履约项目竞争能力提升
浅析军贸履约项目竞争能力提升摘要:在国内长期无战争的情况下,军援军贸项目利用国际市场“海外演兵场”可以不断验证和提升国内相关产品的性能,积累宝贵的作战经验,提升国内武器装备的实战化能力,持续反哺我军装备建设。
随着全球武器装备技术水平不断提升,产品价格逐渐透明,用户需求标准持续提高,市场竞争日益加剧,对境外项目的实施提出了新的挑战,军贸项目产品的竞争能力的提升愈来愈重要。
我们应深刻认识到提升能力的必要性,抓住关键环节,深入展开工作。
关键词:军贸项目管理成本流程优化信息化一、研究背景及必要性自改革开放后,国内从1979年第一单军机产品出口生意以来,历经数年演变,军贸业务取得了长足进步。
经过十三五的飞速发展,军贸业务贸易方式和合作途径发生了巨大的变化,进口国已不再满足于继续成为一产品的购买方和使用者,更希望自主拥有技术和生产能力,希望和供应商共同开发生产,提升武器装备的科研和制造能力,用户的武器技术和生产本土化诉求逐步提升。
当前军贸出口两个超级大国已经单纯从售卖转变为服务商,实施包括产品生命周期售后保障、培训、维修、安全保障等“终身服务”计划,并且力度逐渐加强,其他武器输出国正相继效仿,全寿命体系输出将成为下一步重点解决方案。
目前军贸履约项目不仅包括提供给客户终端产品、装备、专用生产设备、专用试验设备、配套设备(设施)及相关物资,还包括客户需求的技术、服务等,涵盖了产品出口、材料供应、技术转让、生产指导、工厂设计、深度培训、土建施工监理、辅助生产、跟产服务等多种类型。
军贸境外技术转让和支持服务项目作为早期军贸业务的一个适应市场需求的切入点,目前已推到了市场竞争的前沿阵地,综合性履约服务能力已成为竞争谈判和承揽项目的重要筹码,在军贸市场竞争中的变得举足轻重。
二、普遍存在的主要问题新的市场竞争环境下,客户需求的标的物价格不断压低,服务内容和要求不断提升,不断检视并暴露了前期“十三五”期间在粗放传统管理模式下存在很多的问题。
高安全性、宽温域、长寿命二次电池及关键材料的研发和产业化
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三、客观评价
1.科技查新报告 根据查新委托单位“湖南省科技信息研究所”(国家一级科技查新咨询单位)
提供的查新点和科学技术要点,经与国内外检索文献对比分析,可见该查新项目 具有以下特点:1)开发了一种表面包覆 γ 羟基氧化钴(γ-CoOOH)的 β 型羟基氧化 镍(β-NiOOH)材料;应用组合式物理气相沉积技术生产高纯度泡沫镍;利用碳纳米 管和镍纤维对三维泡沫镍进行表面修饰。2)发明一种圆柱形电池。3)设计并研 发了一套无损连续检测带状材料密度及极板充填重量的程序和装置。4)研发一套 动力电池成套数字化、网络化生产线。国内外检索文献中,尚未见与该查新项目 上述综合技术特点相同的“高性能电池及其关键材料的研发和产业化”的文献报 道。 2.技术检测报告
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四、推广应用情况
1)本成果研制的高纯度泡沫镍,具有低电阻、低自放电、抗拉强度高等优点, 截止目前累计销售 5279 万平米,主要应用于法国 SAFT 公司、深圳倍特力电池有限 公司等企业。开发的冲孔镀镍钢带具有高耐腐蚀性、高抗拉强度等特性,主要应用 于法国 SAFT 公司等企业。
2)研究开发的宽温域、长寿命镍氢动力电池,主要应用于节能与新能源汽车、 智能家居等高端领域,在科力美汽车动力电池有限公司、湖南中车时代电动汽车股 份有限公司等汽车企业,以及全球家庭服务机器人行业开拓者-科沃斯机器人股份有 限公司等智能家居企业推广应用。
本项目成果在丰田、本田、吉利、长安等国内外公司得到大规模推广和商业化 应用,打破了住友电工、松下等国际同行的垄断,附件列举 10 家代表性应用情况。
主要应用单位情况表 应用单位名称 应用技术 应用的起止时间 应用单位联系人/电话
应用情况
常德力元新材 料有限责任公
司
宽温域锂离子电池研发
宽温域锂离子电池研发
宽温域锂离子电池的研发是为了满足在各种恶劣环境下的应用需求,例如在极寒或酷热的地区。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所的夏永高课题组取得了重要的研发进展,他们提出了一种新概念的宽温域锂离子电池有机电解质体系。
这种新型电池的特点是适应环境温差“横跨”150℃,并且具有低成本和长寿命的特点。
此外,针对宽温域锂电池的设计方法和运行机制,相关研究也进行了系统的总结,包括高/低温失效机理、材料结构-性能关系、系统兼容性和宽温域电池构筑策略等方面。
这些综述为全天候高能量密度锂电池的研发提供了理论指导,并拓宽了下一代电化学储能器件的设计思路。
值得注意的是,传统的锂离子电池应用范围主要集中在计算机、通信、消费类电子产品等领域,其常规温度在零下20℃至45℃之间便可以满足需求。
但随着电动工具、电动汽车及光伏电站等领域对锂离子电池的需求增加,其工作温度范围需要扩展至更宽的范围。
例如,当锂离子电池在零下20℃条件下工作时,其放电容量仅为常温的70%左右;而在超过60℃的条件下工作时,电池寿命将急速衰减。
因此,宽温域锂离子电池的研发对于满足现代技术和生活的需求至关重要。
钠离子电池宽温域
钠离子电池宽温域钠离子电池是一种新型的能量存储系统,可用于电动汽车、可再生能源储存和电网储能等领域。
与传统的锂离子电池相比,钠离子电池具有更高的能量密度和更低的成本,因此备受关注。
钠离子电池的一个重要特点是其宽温域性能,即在不同温度下仍能够稳定运行。
钠离子电池在宽温域下的性能表现非常出色。
首先,钠离子电池可以在低温环境下工作。
由于钠离子电池中的电解液具有较低的冰点,因此在寒冷的冬天,这种电池仍能够提供稳定的电能输出。
这对于电动汽车在北方寒冷地区的使用非常重要,使其能够在严寒条件下保持较长的续航里程。
其次,钠离子电池也具有良好的高温性能。
在高温环境下,电池的电解液仍能维持稳定的导电性能,不会发生过热等危险情况。
这对于夏季高温地区的电动汽车和可再生能源系统而言,具有重要意义。
高温下的钠离子电池能够保持较高的能量输出和较长的使用寿命,使得电动汽车能够在高温环境下进行长途驾驶,同时提高了可再生能源系统的发电效率。
另外,钠离子电池还表现出优异的温度适应性。
无论是在极端的低温下还是高温下,钠离子电池都能够稳定运行。
这得益于其特殊的电解质和电极材料的选择,以及优化的电池结构设计。
这种温度适应性使得钠离子电池成为一种理想的可靠能量储存解决方案,能够适应不同地区和季节的气候变化。
此外,钠离子电池的宽温域性能还带来了可靠性和安全性的提升。
在极端的温度条件下,电池可能会遭受损坏或发生异常状况,导致电池性能下降甚至发生事故。
然而,钠离子电池表现出优异的热稳定性和抗寒性,能够在恶劣的环境下保持稳定和安全的运行。
这为电动汽车和能源储存系统提供了更可靠和安全的能源供应。
总的来说,钠离子电池具有宽温域性能,可以在不同温度条件下稳定运行。
其能够在低温环境下提供稳定电能输出,同时在高温环境下仍能保持高效的能量输出。
这种宽温域性能使得钠离子电池成为一种理想的能源储存解决方案,能够适应各种气候条件和使用环境。
随着技术的不断进步和成本的进一步降低,钠离子电池有望在未来的能源领域发展中发挥重要作用。
宽温域软包水系锌离子电池
宽温域软包水系锌离子电池宽温域软包水系锌离子电池(Wide Temperature Range Soft-Pack Water-Based Zinc Ion Batteries)是一种新型电池技术,具有较宽的工作温度范围。
该电池基于锌离子的储能原理,以水为溶液,具有低成本、高安全性、环境友好以及优异的宽温工作性能等优点。
随着电动汽车、可再生能源等领域的迅猛发展,传统的石墨锂离子电池等储能技术面临着一系列的挑战,包括成本高、安全性差、循环寿命短、能量密度低等问题。
宽温域软包水系锌离子电池作为一种新兴的储能技术,将宽温性能作为其重要特点之一,有望解决传统电池技术在极端温度下的不足。
首先,宽温域软包水系锌离子电池具有较低的成本。
相较于锂离子电池的稀有金属资源,锌是一种相对较为常见的金属,价格相对较低。
此外,该电池以水为溶液,不含有任何有害物质,与环境友好,也符合可持续发展的要求。
其次,宽温域软包水系锌离子电池具有较高的安全性。
锌离子在水溶液中的电化学反应相对较为稳定,并不会产生剧烈的化学反应。
而锂离子电池在高温下易产生热失控等安全隐患,在低温下则容易引发金属锂的极化现象。
因此,宽温域软包水系锌离子电池在安全性方面具备优势。
再次,宽温域软包水系锌离子电池具有优异的宽温工作性能。
传统锌电池在低温下往往出现极化现象,导致电池容量衰减。
然而,宽温域软包水系锌离子电池通过优化电解液、电极材料和结构设计等措施,可以在较低温度下仍保持较高的循环稳定性和容量保持率。
这使得它具备了在极寒地区和高温地区应用的潜力。
最后,宽温域软包水系锌离子电池还具有较高的能量密度。
研究人员通过改良电解质组成、优化电极结构等方法,使得该电池的能量密度得以提高。
这将有助于电动汽车等领域的需求,并推动新能源领域的发展。
总之,宽温域软包水系锌离子电池作为一种新型的储能技术,具备低成本、高安全性、环境友好以及优异的宽温工作性能等优点。
尽管仍然存在一些技术挑战,如提高循环寿命、增加能量密度等,但随着科技的不断进步,相信它将在储能领域发挥重要的作用,为可持续发展做出贡献。
钾离子电池 宽温域
钾离子电池宽温域钾离子电池宽温域是指钾离子电池在较宽的温度范围内(如15至60摄氏度)能够保持稳定的性能,包括较高的容量、循环寿命和电化学性能。
宽温域特性对于钾离子电池在各种应用场景(如电动汽车、可再生能源存储等)具有重要的意义,因为在实际应用中,环境温度可能会有较大的波动。
宽温域钾离子电池可在不同温度下保持优异的性能,使得其在各种应用领域具有巨大潜力。
目前,钾离子电池广泛应用于以下领域:1.便携式电子产品:宽温域钾离子电池可以为智能手机、笔记本电脑等设备提供稳定、高效的电源。
2.电动汽车:钾离子电池在电动汽车领域的应用有望降低电池成本,提高续航里程,进一步推动电动汽车的发展。
3.储能系统:宽温域钾离子电池可用于电网储能,实现可再生能源的高效利用,提高能源安全性。
4.工业领域:钾离子电池可应用于大规模储能,为工业生产提供稳定电源。
5.军事领域:宽温域钾离子电池可应用于军事装备,如无人机、潜艇等,满足其在极端环境下的能源需求。
钾离子电池的优缺点如下:优点:1.资源丰富:地壳中钾含量较高,钾离子电池具有成本优势。
2.环境友好:钾离子电池在充放电过程中,环境污染较小。
3.循环寿命长:宽温域钾离子电池具有优异的循环稳定性,可实现长时间使用。
4.能量密度较高:钾离子电池的能量密度可与锂离子电池相媲美,满足大部分应用需求。
缺点:1.温度适应性较差:常规钾离子电池在低温环境下性能下降,限制了其应用范围。
2.安全性:钾离子电池在某些条件下可能出现安全隐患,如热失控、燃烧等。
3.技术成熟度较低:相较于锂离子电池,钾离子电池的技术成熟度较低,需要持续研究和发展。
未来发展方向:1.材料研究:继续探索新型电极材料,提高钾离子电池的性能,实现更高能量密度和更宽的温度适应性。
2.结构优化:研究新型结构,如复合材料、纳米材料等,以改善钾离子电池的离子传输性能和结构稳定性。
3.电解质优化:研究新型电解质体系,提高钾离子电池的安全性能和循环稳定性。
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4
氢合金粉正负极材料的验证,各项技术指标均达到或超过项目申报指标要求;采 用闭环定量涂布技术,开发新型自动化卷绕机设备,使用独立控制的通道对每只 电池实现单体化成,明显提高了电池正负极片一致性,工艺技术和产品技术均居 国际领先水平。 5.专家鉴定
2017 年 6 月 16 日,中国轻工业联合会在湖南省长沙市组织并主持召开了由湖 南科力远新能源股份有限公司完成的“混合动力汽车用镍氢电池的开发与应用” 技术鉴定会,技术鉴定委员会一致认为:该项目整体技术创新性强,达到国际先 进水平,其中主要性能指标达到国际领先水平。从 2014 年起产品广泛应用于国内 外多家汽车企业,经济和社会效益显著。鉴定委员会一致同意通过该项目成果鉴 定,并建议进一步推广应用。 6.国内外重要奖励
13/496 美国、
372、09 欧洲、
849 日本
644.9、
1)2017 年“混合动力汽车用镍氢电池的开发与应用”荣获中国轻工业联合会 科学技术进步奖一等奖。
2)2013 年“车用镍氢动力电池及其电池管理系统技术研究”荣获中国轻工业 联合会科学技术进步奖二等奖。
3)2005 年“一种组合式物理气相沉积技术生产多孔金属的方法及其设备”获 得湖南省知识产权局专利金奖。 7.学术成果
3)独创正极活性物质精确填充及自动化无损检测工艺。建立正极极板闭环反 馈定量喷涂系统,实时监测采集浆料状态,并建立反馈机制,实现精确填充,提 升良品率。构建了多孔金属材料面密度在线计测的数学模型,设计并研发无损连 续检测带状材料面密度及极板充填重量的装置和管理系统,在全球率先实现多孔 泡沫镍基材重量的连续无损检测,实现正极板充填重量的精确测量与管理,保证 了电池容量和内阻的一致性,提高了电池及能量包的可靠性。
1)开发了具有宽温域、长寿命特点的新型高性能电池。全球首次提出并设计 双封口电池结构和新型电池防火结构件,自主研发电池自平衡散热装置,成功解 决了电池内部热量聚集导致的电池性能快速下降、恶化等世界性难题,提高了电 池的安全性能、充放电性能和使用寿命。开发了正极新型球镍、高温型配方,负 极采用低温型合金粉,添加适量稀土氧化物并进行合金表面处理,同时提升了电 池高低温性能,实现了电池宽温域(-40℃~75℃)下长期稳定使用。
本项目成果在丰田、本田、吉利、长安等国内外公司得到大规模推广和商业化 应用,打破了住友电工、松下等国际同行的垄断,附件列举 10 家代表性应用情况。
主要应用单位情况表 应用单位名称 应用技术 应用的起止时间 应用单位联系人/电话
应用情况
常德力元新材 料有限责任公
司
泡沫镍、 钢带
益阳科力远电 二次电池
1)2009 年至 2014 年分别在北方汽车质量监督检验鉴定研究所鉴定,由该项 目开发的 6 款高性能电池按 QC/T744-2006 标准进行检测,全部合格,通过国家强 制性检测。
2)2013 年 6 月 8 日经 TUV Rheinland 国际检测机构认证,高功率电池通过 IEC62133 检测,获得 CB 检测证书。
本项目在国内外核心期刊公开发表学术论文 18 篇,被引用次数 157 次,公开 授权专利 83 篇,其中发明专利 44 篇,国际专利 3 篇。本项目中负极表面镀镍技 术对镍氢电池循环寿命与内部压强的影响,已被中南大学冶金科学与工程学院秦 毅红等课题组在学术论文中引证,采用电化学沉积方式在镍氢电池负极的表面电 镀上一层镍,镀镍后镍氢电池的循环寿命等有了明显增加,充电内压降低。
5
四、推广应用情况
1)本成果研制的高纯度泡沫镍,具有低电阻、低自放电、抗拉强度高等优点, 截止目前累计销售 5279 万平米,主要应用于法国 SAFT 公司、深圳倍特力电池有限 公司等企业。开发的冲孔镀镍钢带具有高耐腐蚀性、高抗拉强度等特性,主要应用 于法国 SAFT 公司等企业。
2)研究开发的宽温域、长寿命镍氢动力电池,主要应用于节能与新能源汽车、 智能家居等高端领域,在科力美汽车动力电池有限公司、湖南中车时代电动汽车股 份有限公司等汽车企业,以及全球家庭服务机器人行业开拓者-科沃斯机器人股份有 限公司等智能家居企业推广应用。
2
3
三、客观评价
1.科技查新报告 根据查新委托单位“湖南省科技信息研究所”(国家一级科技查新咨询单位)
提供的查新点和科学技术要点,经与国内外检索文献对比分析,可见该查新项目 具有以下特点:1)开发了一种表面包覆 γ 羟基氧化钴(γ-CoOOH)的 β 型羟基氧化 镍(β-NiOOH)材料;应用组合式物理气相沉积技术生产高纯度泡沫镍;利用碳纳米 管和镍纤维对三维泡沫镍进行表面修饰。2)发明一种圆柱形电池。3)设计并研 发了一套无损连续检测带状材料密度及极板充填重量的程序和装置。4)研发一套 动力电池成套数字化、网络化生产线。国内外检索文献中,尚未见与该查新项目 上述综合技术特点相同的“高性能电池及其关键材料的研发和产业化”的文献报 道。 2.技术检测报告
1)参与完成 GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验 方法》、GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》标准起 草和发布。
2)参与完成 GB/T 20251-2006《电池用泡沫镍》标准起草和发布。 3)参与完成 HDB/YS 011-2009《电池用泡沫镍加工贸易单耗标准》标准起草 和发布。 4.验收意见 2011 年 7 月,湖南科力远新能源股份有限公司承担的国家 863 计划课题“车 用镍氢动力电池及其电池管理系统技术研究”通过项目验收。验收意见如下:建 立的镍氢动力电池自动化生产线,达到国际先进水平,通过 TS16949 体系认证, 开发的电池产品性能优异、一致性高,为节能与新能源车产业发展消除了电池瓶 颈。 2016 年 10 月 18 日,湖南省经济和信息化委员会组织专家在长沙高新技术开 发区召开了湖南科霸汽车动力电池有限责任公司承担的工业强基工程专项“混合 动力汽车镍氢电池工程化研究项目”验收会。专家组一致认为该项目提前并超额 完成任务,同意该项目通过验收。验收意见如下:对发泡镍、球形氢氧化镍、储
池有限公司
深圳市倍特力
电池有限公司 东莞朗泰通实 业有限公司
泡沫镍
泡沫镍、 钢带
法国 SAFT S.A.S 公司
电池极 板、泡沫 镍、钢带
iRobot corporation 湖南科霸汽车 动力电池有限 责任公司
二次电池
电池、极 板
科沃斯机器人 二次电池
股份有限公司
科力远混合动
力技术有限有 动力电池
公司
2004 年至今 2004 年至今 2004 年至今 2004 年至今 2005 年至今 2009 年至今 2010 年至今 2013 年至今 2014 年至今
蒋素斌 0736-2588089
崔备华 0737-6202912
赵顺昌 0755-28078972
肖中平 13603035541
Ayuso Christiophe +33557106438
有限公司
钢带
年
Benny Hui 00852 24843111
镍氢电池
7
五、主要知识产权证明目录(不超过 10 件)
知识 产权 类别
发明
发明
发明 发明 发明
知识产权 具体名称国家 (地 区)来自授权号授权 日期
证书 权利人
编号
发明人
发明专 利有效
状态
第
一种圆柱 形电池
一种组合
ZL2009
800003
48.8、 中国、
2)首次突破电池基体材料的工艺、技术、工程化和产业化瓶颈。首次采用复 合物理气相沉积技术开发泡沫镍预镀工艺及设备,制造具有自主知识产权和国际 领先水平的高纯度高导电性泡沫镍,同时新工艺解决了传统化学镀工业废水处理 的问题,实现废水零排放。发明具有准三维结构的高性能穿孔镀镍钢带的制造新 技术,研制生产出尤其适用于汽车动力电池的高耐腐蚀性、高抗拉强度的穿孔镀 镍钢带。
本项目共形成授权专利 83 件,其中发明专利 44 件,国际专利 3 件。 本项目于 2002 年 11 月启动,于 2014 年 9 月完成。近三年累计新增销售 240,156 万元,新增利润 17,098 万元。项目累计创汇 2.6 亿美元;由于产品替代进口,直 接降低成本 60%,为国家节省外汇 6.43 亿美元;项目成果提升了我国高性能二次 电池的技术水平,带动了电池行业的技术进步,在节能与新能源汽车、轨道交通、 储能系统、智能家居、园林绿化、应急照明、UPS 等领域得到广泛应用,取得了 显著的社会经济效益。
钟发平、谢红雨、朱济群、陶维正、肖进春、杨先锋、匡德志、杨书 胜、周旺发、周建明
提名单位
中国轻工业联合会
提名单位 意见
高性能二次电池及关键材料是国家中长期重点发展的前沿技术 之一,为我国能源、交通和国防等领域的技术发展夯实基础。目前已 广泛应用于家用电器、节能与新能源汽车、轨道交通和储能等领域。
项目在国家 863 计划等支持下,在电池结构、关键基础材料、制 造工艺和自主化短板装备等方面取得突破。设计出免焊接双封口电池 新结构,显著降低电池内阻;发明自平衡散热装置,解决动力型电池 因热聚集导致寿命、安全性能下降的难题;自主研发出深度氧化、离 子掺杂及表面包覆的高性能羟基氧化镍,制备出兼具高低温性能的电 池;开发出具有高导电率特性的泡沫镍和适用于动力型电池的穿孔镀 镍钢带;开发出正极活性物质精确填充及自动化无损检测工艺;研制 出高柔性、数字化电池制造成套装备和系统,成功实现宽温域、长寿 命、高功率及高安全性电池的规模化生产。