[01437076]高能二次电池关键材料及技术

我国二次电池产业发展迅速,已成为世界新型二次电池的生产、贸易中心。但在高端电池材料的研发和制造等核心技术方面,还面临着激烈的国际竞争。通过本项目的国际合作,引进、消化和吸收国外先进技术,将大大提高我国在高能化学电源领域的自主创新能力,有利于进一步提升我国高能二次电池在国际市场上的竞争力,并将有助于带动二次电池材料、高能二次动力电池、电动自行车、电动汽车和相关产业的发展。 本项目在高能二次电池关键材料及技术等方面系统研究工作,采用水热法、气相沉积法等手段制备了α-CuV2O6纳米线、LiFePO4复合纳米球、多孔γ-MnO2纳/微米结构、微孔碳等新材料,研究了纳米材料的组成、结构与形貌等微结构对电子、离子传输及能量储存与转换的影响,探讨解决提升高能化学电源容量、功率与寿命的有效途径。本项目取得的典型性创新性成果如下： （1）采用水热法可控制备得到了α-CuV2O6纳米线、微米棒等一维材料,系统考察了反应时间、浓度等条件对产物结构和形貌的影响。 （2）通过水热—热分解两步反应成功制得了多孔MnO2空心微米球和纳米立方体颗粒,研究了其作为锂离子电池负极材料的性能。 （3）采用喷雾溅射技术制得了多孔结构的LiFePO4/NiP复合纳米球,其导电率比LiFePO4颗粒提高103～104倍。 研究了锂离子在硅薄膜中的迁移过程。 上述研究成果利用自组装法、水热法、气相沉积法等手段制备了多种形貌的纳/微米电极材料,研发了具有高能量密度、高功率、高安全性能、长循环寿命、低成本、无污染的锂离子电池、镍氢动力电池和绿色可充轻金属—空气电池关键电极材料与技术及新型二次电池体系,优化二次电池结构,改善电池综合性能,揭示物质和能量在新型二次电池中的高效转化与储存新规律,为未来高能二次电池关键问题的解决提供了理论基础、技术支撑和人才积累。