|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
硅基新一代锂电负极材料制备
项目成果/简介:目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。效益分析:陈永胜教授课题组发明的石墨烯包覆硅基负极材料，从制备过程上讲，具有工艺简单、成本低廉、易工业化的特点；从性能上讲，具有比容量高、稳定性好、压实密度大等优点，与高比容量正极组成的锂离子电池的能量密度是当前商业化锂离子电池能量密度的数倍以上。
南开大学
2021-04-11
硅基新一代锂电负极材料制备
目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。 然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性； 14隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。
南开大学
2021-02-01
2024新能源电池行业趋势等离子清洗机如何成为动力电池组装的“隐形功臣”？
在 2024 年全球动力电池产业冲刺 400Wh/kg 能量密度的关键节点，等离子清洗机正以革命性工艺革新推动着电池制造的质效提升。这个看似普通的工业设备，正在动力电池极片处理、电芯封装等关键工序中扮演着 "精密美容师" 的角色，成为保障电池安全性和稳定性的核心环节。
山东罗丹尼分析仪器有限公司
2025-07-01
中国北方金露梅灌丛（Potentilla fruticosa）植物功能属性随海拔梯度的变化规律研究
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
刘一瑶
地理科学学部/资源环境科学
2018.09/2022.07
索旌尧
地理科学学部/资源环境科学
2018.09/2022.07
卢冬燕
地理科学学部/资源环境科学
2018.09/2022.07
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
黄永梅
地理科学学部自然资源学院
教授
植被资源与资源生态
四、项目简介
金露梅灌丛是青藏高原高寒区最重要的植被类型之一。2020年7-8月，在青海省祁连山区和青藏高原腹地共计19个采样点进行采样，构成2550-5100m的海拔梯度。对金露梅的形态属性（冠幅、株高、比叶面积和叶片干物质含量）和化学计量属性（叶、茎、花的碳、氮、磷元素含量）进行测定和分析，并从中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中提取气象数据。通过统计均值和变异系数，采用回归分析等方法，探究青藏高原金露梅植物功能属性随海拔的变化规律及对气候的响应特征，为认识亚高山灌丛植物对环境的适应规律提供科学依据。结果显示，金露梅的形态属性对海拔响应明显，随海拔升高，株高和冠幅都趋于矮小，叶片干物质含量同样随海拔升高而降低。金露梅的化学计量属性随海拔变化的规律在不同器官中有明显差异。株高、冠幅的可塑性较大，为响应海拔的敏感属性；化学计量属性为惰性属性。不同属性间的变异程度存在差异，敏感属性具有较大的变异性，化学计量属性比形态属性更稳定。随着海拔的升高，温度降低，金露梅外形趋于矮小。叶片N、P元素含量与温度的显著负相关符合温度-植物生理假说。据此推测，在全球变暖的背景下，金露梅分布范围可能进一步向高海拔、更干旱的生境扩张。
北京师范大学
2022-07-25
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
全固态电池
0.2Ah~10Ah 的系列固态单体电池，10Ah 固态单体电池能量密度达到 260Wh/kg，循环 1000 圈容量保持率达 88%。
中国科学院大学
2021-04-13
燃料电池
2020 年 7 月 10 日，国际著名期刊《Science》刊发论文《电场诱导异质界面金属态构建超质子传输》（Proton transport enabled by a field-induced metallic state in a semiconductor heterostructure）。东南大学太阳能技术研究中心/储能联合研究中心首席科学家朱斌教授为该论文共同一作和主通讯作者，此项研究成果标志着东南大学在燃料电池领域相关研究取得了重大进展。 朱斌教授等人采用完全不同于传统离子导体结构掺杂的方法，构建半导体材料的异质结构，通过利用半导体异质界面电子态/金属态特性把质子局域于异质界面，设计和构造具有最低迁移势垒的超质子高速通道；在燃料电池中，质子经电化学嵌入到异质材料界面，被带正电的氧化铈表面排斥到钴酸钠表面，但同时受到正电钠离子的排挤不能进入钴酸钠内部，因而局域于两者材料的界面空间，从而实现在最低势垒的层间连续快速迁移。 实验成功地验证了理论和计算结果，获得了极其优异的质子电导率（较传统钇稳定二氧化锆电解质材料的电导率提升了几个数量级），实现了先进质子陶瓷燃料电池示范。
东南大学
2021-04-13
模拟电池装置
项目简介：一种模拟电池装置，它由 O 形密封圈、套筒、电极、螺帽 组成，套筒为圆柱形，内为圆柱形空腔，套筒两端的内侧开有一圆槽，下 电极的形状类似铆钉，其直径与套筒的内径相配合，上电极的形状类似于 砝码，其较粗部分的直径与套筒的内径相配合， 而较细部分则可用作引线； 上螺帽和下螺帽通过螺纹与套筒连接；该装置即可用于各种电池，如有机 电解质体系的锂离子电池的测试， 也可用于超级电容器的测试，
南昌大学
2021-04-14
04010电池盒
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
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