一、指南说明磷酸铁锂正极材料具有高安全、长寿命等优点,是一种理想的锂离子动力电池正极材料。随着新能源汽车等相关产业的快速发展,动力电池的市场需求高速增长,对磷酸铁锂正极材料的需求也随之快速增长。研究和开发磷酸铁锂正极材料规模化生产和应用关键技术,对推动和加快我国磷酸铁锂材料产业化步伐,促进我国动力电池及新能源汽车等相关产业的快速发展有重要意义。本项目通过磷酸铁锂正极材料规模化生产和应用关键技术研究,建成具有自主知识产权的万吨级磷酸铁锂正极材料规模生产线,并实现磷酸铁锂动力电池在电动汽车领域中的示范应用,进一步提高我国在磷酸铁锂及其动力电池领域的技术水平和产业竞争优势。
为公正、公平、公开地选择项目优势承担单位,促进磷酸铁锂正极材料规模化生产和应用关键技术研究,特此发布“磷酸铁锂正极材料规模化生产和应用关键技术研究”重点项目申请指南。
二、指南内容 1.项目名称
磷酸铁锂正极材料规模化生产和应用关键技术研究
2.项目总体目标通过磷酸铁锂正极材料高性能化关键技术与规模化生产关键技术研究,建立万吨级磷酸铁锂正极材料规模生产线,形成功率型和容量型磷酸铁锂正极材料产品,并在此基础上进行磷酸铁锂正极材料应用关键技术研究,开发出满足大型电动汽车的动力电池,实现在电动汽车中的示范应用。3.项目课题分解
本项目设置课题2项。课题一:磷酸铁锂正极材料高性能化关键技术研究课题研究内容:磷酸铁锂正极材料大电流充放电性能改善技术研究;磷酸铁锂低温性能改善技术研究;磷酸铁锂材料形貌控制技术研究;磷酸铁锂正极材料纳米化合成及修饰技术研究。课题考核指标:研究开发出容量型和功率型两种磷酸铁锂正极材料。容量型材料:比容量≥150mAh/g,振实密度≥1.2g/cm3,
极片压实密度≥2.2 g/cm3,放电倍率≥10C,首次效率>95%,
循环寿命2000次不低于初始放电容量的80%,-20℃放电容量不低于常温放电容量的75%;功率型材料:比容量≥150mAh/g,振实密度≥1.0g/cm3,极片压实密度≥2.2
g/cm3, 放电倍率≥30C,充电倍率≥10C,首次效率>95%,
循环寿命2000次不低于初始放电容量的80%,-20℃放电容量不低于常温放电容量的75%。
课题二:磷酸铁锂材料规模化生产和应用关键技术研究课题研究内容:磷酸铁锂正极材料规模化生产工艺及关键设备;过程控制及检测技术;成本控制关键技术;磷酸铁锂动力电池的设计开发;国产隔膜材料的应用;规模生产及成本控制技术;磷酸铁锂动力电池系统集成及应用技术。课题考核指标:(1)建立万吨级磷酸铁锂正极材料规模生产线,实现所开发的磷酸铁锂正极材料产品的批量稳定生产,产品的比容量、粒度分布、振实密度、比表面积等关键指标的CPK值大于1.0,并实现千吨级规模销售与应用。(2)磷酸铁锂正极材料应用于容量型和功率型动力电池。容量型动力电池:能量密度≥110Wh/kg,功率密度≥700W/kg,最大脉冲放电倍率≥6
C,最大脉冲充电倍率≥4
C,循环寿命2000次不低于初始放电容量的80%,-20℃放电容量不低于常温放电容量的70%;实现国产隔膜的应用,与国外产品相比,成本降低20%以上;至少有两种型号动力电池通过国家权威机构强制检测和认证。功率型动力电池:功率密度≥1800
W/kg,能量密度≥80 Wh/kg,放电倍率≥30
C,充电倍率≥10C,循环寿命2000次不低于初始放电容量的80%,-20℃放电容量不低于常温放电容量的75%;实现国产隔膜的应用,与国外产品相比,成本降低20%以上;至少有两种型号动力电池通过国家权威机构强制检测和认证。(3)采用磷酸铁锂正极材料的动力电池系统,在大型电动汽车(≥60辆)中得到示范应用,并且必须获得国家相关主管部门的产品公告。4.项目经费来源及构成本项目国拨经费控制数为2000万元,配套经费与国拨经费的比例不低于2:1。5.说明:(1)本项目支持年限不超过3年。(2)本项目申请必须针对项目整体申报,编写《国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目申请书》,针对某一课题的申请将视为无效申请。(3)本项目须由企业牵头,与高等院校或科研院所等联合申请。项目牵头申报单位须为已经具有百吨级磷酸铁锂正极材料生产能力并形成批量销售的企业,在项目评审前,将组织专家对牵头申报单位现场考察、随机取样,委托第三方进行材料性能测试,并将检查与检测结果作为项目评审的主要依据之一。
三、注意事项1.申报本项目的团队由申请单位自行组成(同一申请单位只能参加一个申请团队),并明确项目牵头单位、项目申请负责人和课题依托单位、课题负责人。项目牵头单位与联合申请单位应签订研究开发合作与知识产权分享等相关协议。
2.申请者应符合的基本条件:在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位,包括:大学、科研机构等事业法人;中方控股的企业法人。鼓励企业与科研院所、高等院校以产学研结合的方式联合申请。
3.项目召集人和课题负责人应符合的基本条件:
(1)具有中华人民共和国国籍;
(2)年龄在55岁(含)以下(按指南发布之日计算);
(3)具有高级职称或已获得博士学位;
(4)每年(含跨年度连续)离职或出国的时间不超过6个月;
(5)过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。
项目申请负责人应为本学科的学术带头人,具有相关工作背景和较强的组织协调能力,能将主要精力用于项目组织协调与研究工作。
4.项目、课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项申请的规定:
为保证科研人员能够高质量地开展研究工作,国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持1项国家主要科技计划(包括863计划、973计划、支撑计划)课题,作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数(含负责主持的课题数)不得超过2项。申请者应按照上述要求进行申请,且在同一批发布的申请指南中只能申请1项863计划课题或项目。
5.项目和课题申请经费不得高于申请指南规定的国拨经费控制额,并应按照申请指南要求提供相应的配套经费及证明材料,否则不予受理。
6.申请者要遵守科学道德,以严谨的科学作风和实事求是的科学精神填写项目申请书,保证项目申请书的真实性,避免出现夸大和不准确的内容。同时,不得将研究内容相同或者近似的项目进行重复申请。863计划对申请者在申报过程中进行信用记录,对于故意在课题申请中提供虚假资料、信息的,一经查实,记入信用档案,并对单位在两年内取消其申报863计划资格、对个人在三年内取消其申报863计划资格。
7.申请程序和要求:项目申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行,网址为program.most.gov.cn。有关申请的程序、要求和其他注意事项详见《“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)申请指南》。
8.项目申请受理的截止日期为2009年11月13日17:00时。
9.咨询联系人及联系方式联系人:卞曙光 010-88372105蒋志君 010-68338939
电子邮件:jeanbsg@htrdc.com 科技部863计划新材料领域办公室
二〇〇九年九月二十五日**

澳门新葡亰网站,随着锂离子电池在电动汽车及军工领域应用的迅速发展,其低温性能不能适应特殊低温天气或极端环境的缺点也愈发明显。低温条件下,锂离子电池的有效放电容量和有效放电能量都会有明显的下降,同时其在低于-10℃的环境下几乎不可充电,这严重制约着锂离子电池的应用。

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。处于低温环境的锂离子电池存在着放电电压平台下降、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差等特点。制约锂离子电池低温性能的因素主要有以下几点:

◆正极结构

正极材料的三维结构制约着锂离子的扩散速率,低温下影响尤其明显。锂离子电池的正极材料包括商品化的磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、钴酸锂等,也包括处于开发阶段的高电压正极材料如镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。不同正极材料具有不同的三维结构,目前用作电动汽车动力电池的正极材料主要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。吴文迪等研究了磷酸亚铁锂电池与镍钴锰三元电池在-20℃的放电性能,发现磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38%,而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。杜晓莉等发现锰酸锂电池在-20℃的放电容量可以达到常温容量的83%。

◆高熔点溶剂

由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致锂离子在电解液中传输速率降低。

◆锂离子扩散速率

低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。向宇系统研究了石墨负极对锂离子电池低温放电性能的影响,提出低温环境下锂离子电池的电荷迁移阻抗增大,导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响锂离子电池低温性能的重要原因。

◆SEI膜

低温环境下,锂离子电池负极的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低,最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。

◆总结

目前多因素影响着锂离子电池的低温性能,如正极的结构、锂离子在电池各部分的迁移速率、SEI膜的厚度及化学成分以及电解液中锂盐和溶剂的选择等。

低温性能限制了锂离子电池在电动汽车领域、军工领域及极端环境中的应用,开发低温性能优异的锂离子电池是市场的迫切需求。

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