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兼具高能量密度和高安全性的准固态可充电锂离子电池新体系
关键词：兼具高能量密度和高安全性的准固态可充电锂离子电池新体系 针对现有锂离子电池体系在能量密度与安全性上的瓶颈，王治宇、邱介山教授团队利用凝胶电解质中硫化锂正极与硅负极之间的稳定多电子氧化还原反应，在实现高能量密度（506-802 Wh kg-1）的同时，从原理上根除了高活性金属锂负极或释氧正极对电池寿命与安全性的影响，发展了一类具有本质安全性的高能量准固态锂离子电池新体系。获得的软包电池在过热、内/外部短路、机械穿刺/切割及水/氧破损等滥用条件下均具有良好的稳定性，且可在-20 至 60oC 宽温区内正常工作。在联用原位紫外光谱、原位 X 射线衍射及原位电化学阻抗谱深入理解揭示其多硫化物介导反应机理基础上，发展了限域空间内构建导电吸附-催化双功能活性位点，提升电池在低离子迁移率凝胶电解质中氧化还原反应效率的有效策略。此项工作为弥补二次电池安全性与能量密度之间的鸿沟，发展高可靠性、高环境适应性的新型电池提供了新的思路，在载人交通工具、空间技术、植入医疗等对储能技术安全性、可靠性需求突出的领域极具应用前景。
大连理工大学
2021-04-13
一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途
本发明涉及一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途。该四氧化三钴纳米线阵列，其形貌为菱形结构，菱形的边长为100nm~500nm，菱形内角的锐角为30°~60°，阵列长度为5μm~20μm。本发明还提供了制备该四氧化三钴纳米线阵列的方法，以一定摩尔比的钴盐、化学结合剂、碱性反应物和水在常温下进行混合搅拌，将混合均匀的溶液移入反应釜中，并将干净的衬底置于溶液中进行水热反应后取出冲洗，再在惰性气氛中热处理，得到四氧化三钴纳米线阵列。本发明的四氧化三钴纳米线阵列可直接作为锂离子电池负极，能明显提高电池的比容量和循环性能，放电容量高达1000mAh/g以上，是一种理想的锂离子电池电极材料。
浙江大学
2021-04-11
一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的制备方法及产 品
本发明提供了一种锂离子电池正极材料 LiFePO4/C 复合材料的 制备方法，具体为：（1）将碳酸锂、磷酸铁和草酸加入聚合物水溶液 中搅拌，得到混合物；（2）对混合物进行球磨，在球磨过程中，草酸 作为还原剂将磷酸铁锂化，制备出无定型的前驱体；（3）对前驱体进 行煅烧，在煅烧过程中，通过聚合物的高温分解将前驱体进一步还原 锂化，并且聚合物作为碳源合成出 LiFePO4/C 复合材料。本发明方法 环境友好，制备过程简单，制备成本低，制备产物颗粒均匀，易实现 工业化生产。
华中科技大学
2021-04-13
基于可再生生物分子的锂离子全电池
作为当前应用最为广泛的储能器件之一，锂离子电池受到广泛关注。但是， 能源产业的发展与资源、环境息息相关，随着电子社会的蓬勃发展，人们对锂离子电池的需求量与日俱增，这势必会导致以下两个问题的产生：1）由于矿物资源的日益枯竭，其制造成本会不断攀升；2）大量废旧电子产品会对环境造成破坏。
大自然是人类最好的导师，其经历了几十亿年的进化，万物大都具有了最合理、最优化的宏观、微观结构和最佳的综合性能，这些对科研问题的解决具有极强的启发性。生物体内的能量代谢活动，往往伴随着具有氧化还原活性的生物分子的化学转变过程，并且具有良好的可逆性和生物相容性。将这种可从生物体内提取的生物分子应用于储能活性材料，优点在于：1）可再生生物分子资源丰富， 有望降低材料成本；2）生物相容性好，可以通过多种途径降解；3）结构多样性， 可通过分子修饰调控相应性能。
北京航空航天大学
2022-03-22
铝离子电池
技术简介
技术团队聚焦铝离子电池应用研发，成功研发的由金属铝/天然石墨/尿素—氯化铝构成的铝离子电池，具有成本低、容量高、可超快速充电、高效耐用、安全性能高等特点，被广泛认为是储能领域的重大技术革命，突破了近30年来铝离子电池行业瓶颈。
创新点及性能指标
铝离子电池是一种新型的电池，它具有高安全性、耐高温等特点，采用全球首创离子液体电解液，无爆炸、可充电倍率高等特性，适用于多种应用场景，以下为产品特点：
1.离子液体电解液：由于离子液体具有导电性、难挥发、不燃烧、电化学稳定电位窗口比其它电解质水溶液大很多等特点，所以采用离子液体电解液的铝离子电池更加安全，稳定；
2.设计寿命久：通过对电芯结构和材料的合理设计和电芯材料选择，设计电池寿命可以长达超过10年；
3.耐高低温性能良好：常温型电池的高温段工作性能突出，可以适应恶劣环境，低温型电池的耐低温性能良好，可以适应恶劣极寒环境；
4.循环寿命长，深度放电恢复优越：常温型电池：DOD 99%循环可以达到2000次以上,低温型电池：DOD 99%循环可以达到20000次以上；
山东科技大学
2021-05-10
长寿命磷酸盐钠离子电池正极材料
研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力。
意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持
东北师范大学
2025-05-16
高比能锂离子电容器
本产品是在基础理论突破、器件结构创新和工艺优化的结晶，从原理上解决了电容器和锂离子电池储能机理上的矛盾，可以同时实现高能量密度、高功率密度和长寿命，是目前唯一满足USABC要求的电源。同时，通过工艺创新，实现了电源器件成本的大幅下降，度电成本仅为电容器的1/5。此外，该电源还可以根据不同的使用场合进行电源定制，满足各种各样的需求。本电源可以采用目前商业化的材料、工艺路线和设备，可以快速实现商业化，提高了产业化速度，降低了商业化的风险。
复旦大学
2021-09-18
钠离子电池实现量产
中科海钠，一家只有 4 岁的新公司，基于中科院物理所陈立泉院士、胡勇胜研究员领衔的技术研发团队的核心技术，成为国内首家、国际上为数不多的专注钠离子电池研发和制造的高新技术企业，走在了世界前列。正极、负极、电解液是钠离子电池的三大要素。其中，大部分正极材料面临稳定性差、循环寿命短、成本较高等瓶颈问题。为解决这些问题，胡勇胜科研团队绕过了锂离子电池常用正极材料中的高价格元素镍、钴等，使用铜、铁和锰等比较便宜的常见元素，研究出一种低成本、高稳定性、长寿命的钠离子电池层状氧化物正极材料体系。 2021 年 3 月底，中科海钠宣布完成数亿元级 A 轮融资，本轮融资将用于搭建年产能 2000 吨的钠离子电池正、负极材料生产线。中科海钠拥有多项钠离子电池核心专利，在钠离子电池全生产链各个环节已掌握完全自主研发的核心技术，拥有材料研发平台、百吨级钠离子电池正极和负极材料中试生产线、兆瓦时级钠离子电池中试生产线。目前产品已经在低速车、两轮车和 5G 基站领域开启应用。 2017 年，他们研制出 48V/10Ah 钠离子电池组应用于电动自行车；2018 年，他们研制出 72V/80Ah 钠离子电池组，推出全球首辆钠离子电池电动汽车。2019年，他们推出全球首个 100 千瓦时钠离子电池储能电站，首次实现了钠离子电池在大规模储能上的示范应用。2020 年，全球首款具备自主知识产权的产品化钠离子电池实现量产，电芯产能可达 30 万只/月，海外订单第一期十万只，国内的联合开发产品出货量数万只。 陈立泉院士透露，物理所实际上很早就开始研究固态电池，最早是在 1976 年，以后对固体电解质一直没有停止过研究，最近物理所从计算上发现一些新的材料，同时我们也对固态电池的安全性做了很多工作，发现固态电池安全性是很好的。现在全世界都在做锂离子电池，如果全世界的车都用锂离子电池来开，全世界的电能都用锂离子电池储存的话，根本不够。所以产业一定要考虑新的电池，钠离子电池是首选，2010 年，科学院物理所开始研究钠离子电池，2015 年研制出第一个软包装的电池。 陈立泉谈到，2060 年中国计划实现碳中和。那就现在来说，一定要特别强调能源互联网，能源互联网就可以实现能源的低碳化。交通电气化是一个趋势，包括 2000 年开始就有电动汽车的计划，未来还要继续发展电动船舶、电动飞机。
中国科学技术大学
2021-04-13
一类芳香杂环酮类化合物的锂离子二次电池正极材料及应用
本成果发明的一类芳香杂环酮或酮醌类化合物作为锂离子二次电池正极材料，是以具有芳香杂环酮或酮醌为电化学氧化还原位点的有机化合物，包括芳香杂环酮和芳香杂环酮醌类衍生物。该类化合物以芳香共轭酮或酮醌骨架上的羰基与锂离子的反应为作用机制并以羰基为反应活性位点，酮羰基、酮醌羰基是都是有机化合物正极材料中普遍使用的活性官能团之一，能够用于实现较高的比容量、更正的氧化还原电位和更高的放电电位，并作为高比容量、高循环性能的锂离子正极材料。 该类
南京工业大学
2021-01-12
混合型锂离子超级电源的开发与应用转化
汽车的电动化趋势较为明确，开发车用电源系统成为研究的重点和汽车电动化进程的控制步骤。常规的汽车动力电源系统，如锂离子电池、铅酸电池和超级电容器等由于化学本质的限制，如何实现动力电源的功率密度、能量密度和寿命的统一，限制了汽车电动化进程。 在针对锂离子电池和电容器深入研究的基础上，开发了一种全新结构的混合型锂离子动力电源（美国专利：US62/1092330，发明人：郑俊生博士，郑剑平教授/院士）。这种新型动力电源从原理和根本上解决了锂离子电池和超级电容器内部混合的电压匹配的问题，首次实现了两者的有机混合，从而使得车用电源器件的功率密度、能量密度和寿命的统一。 这种新型电源器件的研究已经在实验室获得了很好的性能。他同时具备锂离子电池高能量密度的优点和超级电容器高功率密度和寿命的特征，也是目前唯一能真正满足美国先进电池协会（USABC）对汽车48V启动电源要求的车用电源器件。这种全新的电化学器件在其他方面也显示出了很好的应用前景，比如个人信息终端等电源。
同济大学
2021-04-11