| 成果名稱： | 碳包覆三元正極材料的制備方法及其制得的碳包覆三元正極材料、鋰離子電池和應用 |
| 登記日期： | 2023-06-30 |
| 完成單位： | 廣東佳納能源科技有限公司,清遠佳致新材料研究院有限公司 |
| 完成人員： | 陳耀,吳理覺,文定強,馮煥村,衛強,吳瓊茹 |
| 研究起止日期： | 2018-01-01至2019-05-31 |
| 主要應用行業： | 制造業 |
| 高新技術領域： | 新材料 |
| 評價單位： | 國家知識產權局 |
| 評價日期： | 2019-06-21 |
| 成果簡介： | 我國鋰離子電池的市場占有率世界第一。在其推動下，我國電動汽車保有量也居世界的首位。但是由于鋰資源有限，不能同時滿足電動汽車和電能存儲的需求，隨著近年來我國相繼出臺新能源汽車相關扶持政策，鎳鈷錳酸鋰三元材料作為當代最具前景的動力電池正極材料，具有成本低、比容量高、倍率性能好、安全性能好等優點，鎳鈷錳氫氧化物前驅體作為三元正極材料的前端材料，其市場需求量也逐年上升。由于自身理化特點，存在一定的安全隱患，需要有新的技術的突破，更好的解決當前鋰離子電池產業面臨的有關問題。 本項目三元前驅體通過碳包覆技術，改善材料的電導率，提供穩定的化學和電化學反應界面。采用碳包覆技術的三元材料不僅能夠極大提高其大倍率穩定性、高電壓循環穩定性和高低溫性能，而且對其結構的穩定和內部電子電導率也有很大改善，創造性的解決了三元正極材料存在的電子導電率低、大倍率穩定性差、高電壓循環穩定性差以及高低溫性能差等關鍵技術難題，提高三元正極材料的安全性。 項目執行期：2018 年1 月1日-2019年5 月31日。 本項目主要是針對發明專利ZL201811289186.1“碳包覆三元正極材料的制備方法及其制得的碳包覆三元正極材料、鋰離子電池和應用”進行中試驗證，確定碳包覆三元正極材料的制備方法、制備工藝參數及生產條件，實現其工業化大量生產。 本項目所用設備在原生產線的基礎上，對新的自動化設備進行了探索性、匹配性、優化試驗，從小試、中試到大批量產業化生產，體現了佳納技術人員的心血。目前已實現項目預期，在新建車間完成本次專利產業化的總目標。 試驗過程中，在沉淀反應釜中按照一定的流量比例加入三元混合溶液、沉淀劑、絡合劑，陰離子表面活性劑溶液通過結晶法制備三元前驅體，與鋰鹽共同加入碳源溶液中形成懸浮混合態，冷凍干燥后得到三元前驅體材料，該方法制備的三元前驅體材料不僅表面被碳包覆，而且在其三元材料的內部也實現碳包覆，碳體相包覆的三元材料不僅能夠極大提高其大倍率穩定性和高電壓循環穩定性，而且對其結構的穩定和內部電子電導率也有很大改善。項目實施過程中公司的管理能力和創新能力得到提升。本產品的開發，進一步豐富了公司產品的品種，滿足客戶定制化要求，提升公司的市場競爭力和拓展市場范圍。 通過本項目制得的三元正極材料具有優異的大倍率穩定性、高電壓循環穩定性和高低溫性能，以及電子導電率高等多重優勢，將其應用于鋰離子電池的制造，具有與三元正極材料相同的優勢，在高電壓下離子的導電效率高達88.9%，在高電壓下常溫（25℃）以1C充放電循環200次后容量保持率仍高達92.6%，在高電壓下高溫（45℃）以1C充放電循環200次后容量保持率仍高達88.5%，能夠在儲能領域應用。該項目實施之后能推動新能源電池儲能技術的發展，有助于我國能源結構的調整，維護國家能源的安全。 由于本項目成果顯著，效益良好，該專利已申請第二十四屆中國專利優秀獎。 |