[01576951]大功率二次电池用纳米复合电极材料及配套技术的研究与应用

本成果属新型能源材料领域，具有重要研究意义和应用前景。本成果得到了国家自然科学基金、粤港关键领域重点突破项目、广东省教育部产学研结合项目、广东省科技计划等项目的支持，成果拥有自主知识产权共16项，获授权国家发明专利4项，实用新型专利6项，申请国家发明专利5项和实用新型专利1项。目前在电池领域国内外重要刊物上发表论文26篇，其中有18篇被SCI、EI收录。成果在高性能二次电池（镍氢和锂离子电池）领域推广应用效果突出，本成果的主要内容有： (1)新型动力型镍氢电池产业化。利用碳纳米管做电极材料的添加剂制造二次电池复合电极。碳纳米管的加入起到了吸收应力和稳定电极尺寸功效，有效地提高了动力型二次电池的稳定性，比容量和循环寿命。完成了与此相关的一系列重要的应用基础研究课题。采用本项目技术之后可以使工具电池SC3000mAh的大电流放电能力得到提高，负极活性物质中加入0.8%碳纳米管；电池2C循环600次后容量仍然保持97%以上，10C循环120次容量仍然有89%，并成功完成了高容量镍氢电池AA2400mAh的研制，实现了大规模产业化生产，取得了可观经济效益。 (2)碳纳米管/磷酸铁锂，碳掺杂改性磷酸钒锂复合锂离子电池正极材料。采用高温固相法和溶胶—凝胶法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂，采用微波法制备碳纳米管/磷酸铁锂复合正极材料并研究其电化学性能，提高了锂离子电池的导电率和充放电容量，0.1C时电池放电容量达到164mAh·g-1。100个循环后容量仍然保持98%以上，增强了充放电循环稳定性。采用高温固相法和溶胶凝胶法合成锂离子电池正极材料磷酸钒锂，采用溶胶—凝胶法制备掺杂磷酸钒锂0.1C首次放电比容量为171mAh·g-1。 (3)新型锂离子电池产业化。通过添加纳米碳颗粒来提高石墨负极的活性物质利用率，提高电池的大倍率放电性能，配合碳纳米管/磷酸铁锂复合正极材料，开发出了高倍率锂离子电池的关键工艺技术并形成批量生产，18650S型号常规锂离子电池一般最高能满足2C放电，而18650P型号高倍率锂离子电池能够满足10C以上倍率放电，10C/1C容量保持率大于85%，1C充电10C放电循环300周容量保持率大于80%。 通过对二次电池电极碳纳米添加剂和改性技术的开发获得高功率、大容量负极材料和新型环保二次电池，利用东莞市迈科公司拥有的二次电池新产品开发实力、生产制造能力和覆盖全球销售网络使新型电池得到推广应用，在包括本项目在内的一批高新技术项目带动下东莞市迈科公司整体实力得到迅速提升，获得了很好的经济与社会效益。该项目对促进电池工业科技进步、促进经济与社会协调、可持续发展产生了显著效果。