电池材料技术领域

90年代国内最早从事新能源电池材料研发与工程化工作,率先提出了球形化、“造结构营功能”湿法制备晶态功能粉体材料理念,构建了利用副反应系数和层错率来抑制胶体生成、调控择优取向和控制晶体生长速率等创新方法,形成了特点鲜明的高比能电池正极材料研发新思路。

研究方向

电池材料的开发和工程化:包括球形氢氧化镍、镍钴锰三元材料和新一代磷酸锰铁锂材料。

研究成果

获国家认证新产品1项,获国家级奖励1项、省部级奖励8项;获授权专利8项。

(1)球形氢氧化镍

球形氢氧化镍是“管道式合成”技术最先推出的新产品,为镍氢电池用正极活性材料。以氢氧化镍为主相,同时在其晶格中掺入其它添加元素,其化学表达式为:β-Ni1-XMX(OH)2( 0

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镍氢电池正极材料球形氢氧化镍

(2)三元氢氧化物

三元氢氧化物是合成三元锂离子电池正极材料的重要前驱体,与三元正极材料的性能紧密相关。针对三元氢氧化物在合成过程中Ni2+、Co2+、Mn2+与OH-的沉淀系数的差异,通过自动化精确调节镍钴锰混合金属溶液、沉淀剂和络合剂的进液比例,控制局部离子浓度,协同沉淀速率,实现Ni2+、Co2+和Mn2+三种离子的共沉淀,形成单一的固溶体氢氧化物,有效解决分离沉淀问题。

开发出Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2、Ni0.4Co0.2Mn0.4(OH)2 和Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2三种比例的前驱体,各前驱体的粒度分布可自由调控,D50在7±0.5μm,9±0.5μm和11±0.5μm三种粒度大小的产品,且满足D10>0.5D50,D90<1.5D50,产品前驱体(7±0.5μm)振实密度大于1.8g/cm3,前驱体(9±0.5μm)振实密度大于1.9g/cm3。

(3)磷酸锰铁锂正极材料

磷酸锰锂正极材料兼顾高能量密度和高安全性,是最具前景的下一代锂离子正极材料之一。采用石墨烯和石墨碳复合包覆构筑三维碳导电结构,锂离子扩散能最低晶面的择优生长和纳米化形貌控制三大技术手段,突破了磷酸锰锂的电导率和锂离子迁移率低的限制,提高磷酸锰锂的应用性,获得高性能的纳米片状磷酸锰锂复合正极材料,表现出>4.05V的高电压工作平台,克容量>150mAh/g。

三维碳导电结构 (010)晶面择优生长 纳米片状形貌

磷酸锰锂充放电曲线

支撑能力

团队一直从事于电池材料的相关研究,具有多次科研成果推广应用经历,构筑了“管道式合成”湿法制备晶态功能粉体材料研发与产业化平台,拥有材料合成、产品性能评价与应用研究以及工艺开发等实验室和工程化技术转化基地,配置完整的电池材料合成、性能测试装置。具备成套玻璃、不锈钢、钛质等不同材质和15L到5000L不同容积的反应合成装置及系统,以满足不同类别电池材料的制备需求。

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“管道式合成”湿法功能粉体材料试验装置

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高比能电池及功能粉体材料后处理试验装置

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高比能电池正极材料电化学性能测评装置

服务能力

(1) 电池材料“管道式合成”工艺流程设计与生产线建设的技术授权转让和技术服务;
(2) 下一代高安全高功率密度磷酸盐类纳米复合正极材料的研发与工程化的技术服务;
(3) 承接全新的锂离子电池纳米片状复合正极材料及其制备技术的委托研发;
(4) 新一代锂离子电池正极材料应用和电池材料领域专业人才合作培养服务;
(5) 功能性晶态球形粉体的研发及规模化制备方向的方案设计、工艺咨询、产线建设服务。

联系方式

联系人:李锡武
联系方式:010-60662659
邮箱:lixiwu@grinm.com

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