锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池;锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质溶液的电池,锂离子电池具有比能量高、低自放电、循环性能好、无记忆效应和绿色环保等优点,是目前最具发展前景的高效二次电池和发展最快的化学储能电源。
华中科技大学锂电池领域科研创新概况
01 锂电池技术政策概览
国家政策
国务院办公厅《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》
实施电池技术突破行动。开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究,加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池和燃料电池系统短板技术攻关,加快固态动力电池技术研发及产业化。
推动动力电池全价值链发展。鼓励企业提高锂、镍、钴、铂等关键资源保障能力。建立健全动力电池模块化标准体系,加快突破关键制造装备,提高工艺水平和生产效率。完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用回收渠道。建立健全动力电池运输仓储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节管理制度,加强全生命周期监管。
建设动力电池高效循环利用体系。持动力电池梯次产品在储能、备能、充换电等领域创新应用,加强余能检测、残值评估、重组利用、安全管理等技术研发。优化再生利用产业布局,推动报废动力电池有价元素高效提取,促进产业资源化、高值化、绿色化发展。
各地政策
全国多地省市政府出台锂电池产业专项“十四五”规划策略
北京、上海、广东、福建、湖南、山东、浙江、宁波、江苏、重庆、云南等政府相继出台了锂电池产业专项“十四五”规划策略,提出推进锂电池产品研发,做强做长锂电池和储能电池产业链。
湖北政策
湖北省人民政府《湖北省制造业高质量发展“十四五”规划》
发展高性能电池、电机、电控等技术,突破电池单体及模块、高能量密度电池系统、高效电驱动控制和燃料电池等领域技术瓶颈,建立动力电池回收、处理、再利用体系。
02 华中大锂电池技术生命力分析
以华中大锂电池专利申请趋势进行技术生命力分析,我校在该技术领域的研究具有持续性,科技成果产出活跃。
03 华中大锂电池专利法律状态分析
以华中大锂电池专利法律状态进行分析,我校在该技术领域专利授权率及保有率分别为79.3%和92.5%。其中,在锂电池专利申请方面,基本为质量较高的发明专利,极少数为实用新型专利,其创新质量与创新活力较高,且对该领域的专利保护较为重视。
04 华中大锂电池技术架构布局分析
主要技术布局
四大研究方向 26+技术分支
成果积淀260+
电解液
包括聚合物电解质、有机液体电解质、无机固体电解质、添加剂等,其中聚合物电解质、有机液体电解质为研究重点,其电解质具有优异的机械性能、自愈合性能、循环稳定性和电化学性能,极具发展潜力。
负极材料
重点布局方向为碳材料、过渡金属氧化物,作为负极电化学性能更优且具有良好的循环稳定性、优异的倍率特性,优势明显。
正极材料
主要以橄榄石结构、三元材料为重点研究方向,研发出的正极具有高循环稳定性、较高的充放电比容量,具有强劲的技术优势。
隔膜
围绕涂层复合膜进行研究,其中无机涂层、无机/有机混合涂层为研究重点,研发出的隔膜稳定性好、机械性能好、降低多硫化物穿梭效应。
05 华中大锂电池技术影响力分析
以专利被引次数分析华中大在锂电池领域的技术影响力,我校近60%专利被引用,被美国、日本、韩国以及我国等众多企业、高校和科研院所引用,如NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.、広栄化学工業株式会社、이피캠텍 주식회사、宁德时代新能源科技股份有限公司、比亚迪股份有限公司、上海汽车集团股份有限公司、中国石油化工股份有限公司、广州汽车集团股份有限公司、清华大学、哈尔滨工业大学等,技术受关注程度高,技术影响力大。
Top10多篇专利被引用次数超过25次,对本领域技术影响力较高;CN101859887A、CN103509153A及CN107235472A受关注最大,被引用的频次高达36次以上,或为高价值专利。
06 华中大锂电池技术重点团队
华中科技大学锂电池领域精准转化分析
01 华中大锂电池技术产学研融合分析
在锂电池领域我校合作申请、转让专利占历史申请总量的10.8%,其中与9家企业有过产学研合作,转让专利11项,产学研活跃度较高,这意味着我校在该领域的产学研融合发展前景与技术转移转化能力良好。
03 华中大锂电池技术潜在合作对象分析
根据产业技术相关性分析,合肥国轩高科动力能源有限公司、比亚迪股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、欣旺达电动汽车电池有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、中航锂电技术研究院有限公司等都具有潜在的合作可能。