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富锂层状及三元锂电池正极材料
本项目针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低、倍率性能较差、锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，提高其电化学性能。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
富锂的层状结构Mn基氧化物及三元（NCM）材料具有高容量的特点，成本低廉、工作电压与现有电解液匹配，安全性好，考虑到振实密度、比容量等综合性能，其应用前景很好，适用于数码通讯类电池、笔记本电池、电动工具电池、汽车电池等。该项目已与天津力神电池股份有限公司开展产学研合作，具有很好的合作基础。
项目特色和创新之处：针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低、倍率性能较差、锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，提高其电化学性能。
通过原位XRD、XAS、EXAFS、电化学阻抗谱（EIS）、原位扫描电镜与透射电镜、扫描隧道显微镜、原位核磁共振、同步辐射和中子衍射等技术，获得无机材料及相关体系的原位分析与诊断新方法。优化设计并研制新型电极、电池制备工艺技术，构筑高容量、长循环稳定性的新型锂电池。
南开大学
2022-07-29
一种尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法
本发明涉及一种锰酸锂正极材料的制备方法，特别是一种高倍率、高循环性能尖晶石锰酸锂正极材料的制备方法，属于能源材料领域；本发明以二氧化锰为原料，通过预处理获得晶格掺杂的、同时含二氧化锰、三氧化二锰和四氧化三锰中任一种、两种或三种结构的前躯体，通过对前躯体价态的控制，来提高锰酸锂结构稳定和性能。
四川大学
2021-04-11
一种高性能锰酸锂正极材料及其制备方法
本发明针对现有尖晶石锰酸锂和层状锰酸锂正极材料性能的不足，通过原料配比的设计，以及控制合理气氛和热处理温度、时间来制备高性能的锰酸锂正极材料，该材料既有较高的放电比容量，又有优良的循环性能。
四川大学
2021-04-11
一种尖晶石型锰酸锂正极材料的掺杂改性方法
（专利号：ZL 201410635501.7） 简介：本发明公开了一种尖晶石型锰酸锂正极材料的掺杂改性方法，属于纳米技术领域。该方法主要包括：将锂离子、掺杂离子的盐溶液分别加入到柠檬酸溶液中，调pH值，加入乙二醇，加热搅拌，形成溶胶；将四氧化三锰粉体与上述溶胶混合、球磨；球磨产物经微波脱水及随后的热处理，制得掺杂的尖晶石锰酸锂正极材料。本发明制得的掺杂锰酸锂正极材料的比容量大，倍率性能好，循环性能优异，同时本发明的工艺简单、成本低廉、效率
安徽工业大学
2021-01-12
新机理引发高容量
发明了一种基于独创制备技术的黑色二氧化锡纳米材料，该材料作为锂电负极具有1340 mA h/g的可逆容量，远优于SnO 2 的理论容量极限（783 mA h/g）。该材料与石墨烯复合后更显示出极其优越的循环稳定性和倍率性能，在0.2 A/g电流密度下循环100圈之后容量不衰减，保持950 mA h/g的容量；在2 A/g的大电流下保持具有700 mA h/g的容量。独特的黑色二氧化锡新材料不同于现有的二氧化锡，具有优异电子导电性和丰富氧空位的特征，诱导出纳米活性材料的还原反应具有各向同性，从而形成了一个热力学高度稳定的Sn和Li 2 O均匀分散的微观复合纳米结构，最终解决了循环过程中金属Sn团聚的科学难题。这个特殊的微观复合纳米结构可以保证金属锡在储能电化学反应中完全可逆氧化为二氧化锡。基于新的储电机理，二氧化锡负极材料的理论容量从原来的783 mA h/g提高到新机理的1494 mA h/g。
北京大学
2021-04-11
锂离子电池正极材料磷酸钒铁锂
成果描述：橄榄石型磷酸铁锂因为其具有环境友好、成本低、来源广以及稳定性和安全性好等优点；但其过低的离子导电率和电子导电率也限制了LiFePO4在动力锂离子电池方面的应用。 单斜结构的磷酸钒锂晶体内部原子排列构成三维网状结构，为锂离子的迁移提供了有利的通道，因而Li3V2(PO4)3具有更好的锂离子导电性。单斜结构的Li3V2(PO4)3具有较好的稳定性和大电流充放电特性，同时其在充放电时有不止一个锂离子参与脱嵌，具有比LiFePO4更高的电压平台。 本研究通过加入高含量钒合成同时包含LiFePO4和Li3V2(PO4)3相的复合正极材料，利用Li3V2(PO4)3快离子导体的特性改善材料的导电性，使材料具更好的电化学性能。市场前景分析：低成本磷酸钒铁锂电池主要应用于（1）动力电源系统市场，主要针对电动自行车、电动汽车、电动观光车、旅游游艇等.（2）储能系统，比如高档住宅小区的太阳能路灯、景观照明灯、移动通讯基站蓄电池、风能发电等储能系统。与同类成果相比的优势分析：克容量(1C)：160mAh/g； 10C/1C＞80%； 常温循环2000次保持85%以上； 振实密度：1.3g/cm3以上 国际先进。
四川大学
2021-04-11
高容量、低成本锂离子电池用硅-碳负极材料
新能源汽车的迅猛发展，为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到 2020 年底，城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达 60 万辆。目前使 用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电 池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程 2 倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200 mAh/g)，其容量是现有商业化 的石墨负极的 10 多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响 其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包 覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能 源部高度评价了该项研究成果（2015 年仅有 2 项研究成果受此殊荣）。
西安交通大学
2021-04-10
多级复合结构用于高性能锂硫电池正极材料
锂硫电池作为新兴高性能储能器件备受关注，但锂硫电池的性能提升往往受限于多硫化物（LiPSs）较低的转化效率和在电解液中严重的穿梭效应，因此实现LiPSs的高效催化转化并抑制其穿梭效应对锂硫电池的进一步发展具有重要意义。程春课题组与其合作团队研发出一种具有三维多级结构的“树木耳”状碳化钼-石墨烯-氮掺杂碳泡沫 (GCF-G@Mo
南方科技大学
2021-04-14
高容量轴对称电池的设计与开发
通过设计动力电池的电芯构造。使电池的正极片、隔膜、负极片，电芯的负极极耳关于正极极耳对称布置，或者正极极耳关于负极极耳对称布置；正极片与负极片交替叠加，且正极片与负极片间垫有隔膜，用铝螺栓将正极片紧固在一起形成正极极耳，用铜螺栓将负极片紧固在一起形成负极极耳。本发明单体电池与常规叠片设计电池相比，温度场分布更加均匀；当放电倍率达到 10C 时，极耳附近电池表面的温度降低了 7～8℃，电池中心温度降低 6～7℃，电池表面整体温度平均降低了 6～8℃。
江西理工大学
2021-05-04
高容量柔性锌—空气燃料电池技术
节能和环保是绿色社会的主要议题，发展取代化石燃料的新能源技术迫在眉睫。锌-空气电池是一种化学能转换为电能的装置，由于其理论能量密度高、安全性高、价格低廉以及环保等优势有望弥补锂离子电池的缺陷而成为下一代新能源电池。柔性可穿戴电子器件是5G时代先进制造业的重点研究方向，尤其是便携式电子产品正朝着超薄、集成、灵活的可穿戴设备方向发展。作为一个新兴领域，柔性锌-空气电池符合可穿戴电子设备的要求，发展潜力巨大。
柔性电池是一个复杂的系统，柔性锌空气电池的容量和能量密度等关键参数很大程度上取决于催化剂和正极材料。团队瞄准电池正极材料这一难题，积极自主研发，致力于发展具有完全自主知识产权的下一代新型高容量柔性锌空气电池。目前，团队制备的高容量/耐低温柔性锌空气电池可用于穿戴的智能电子产品，病人植入式监测、追踪和定位的医疗器械、物联网智能标签、环境传感器、助听器等等。
中南大学
2023-07-18