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湖南省科学技术进步奖推荐书 (

2017 年度)

一、项目基本情况 湖南省科学技术奖励工作办公室制 奖励类别: 技术开发类 项目名称 动力型锂离子电池炭包覆石墨负极材料关键技术创新与产业化 主要完成人 皮涛,刘洪波 主要完成单位 湖南中科星城石墨有限公司,湖南大学 项目密级 非密 定密日期 保密期限(年) 定密审查机构 学科分类 名称

1 碳素材料与超硬材料学 代码

4304030 2 无机非金属材料学其他学科 代码

4304099 3 代码 所属国民经济行业 石墨及碳素制品制造 所属国家重点发展领域 制造业 任务来源 国家计划:其它, 其它基金 具体计划、基金的名称和编号: 《介孔碳/石墨复合材料在低温动力锂离子电池中的应用》 科技型中小企业技术创新基金 立项代码:11C26214302853 批准文号:国科发计[2011]62号 已呈交的科技报告编号: 11C26214302853 授权发明专利(项)

3 授权的其他知识产权(项)

0 项目起止时间 起始: 2011年2月22日 完成: 2014年12月10日12017年度推荐书正式版 下载者:长沙市科技局管理员,下载时间:2017年07月08日16时41分

二、推荐单位意见 推荐单位 长沙市科技局 通讯地址 邮政编码 联系人梁雄 联系电话 0731-88668061 电子邮箱 cxy8668061@126.

com 传真null-null 推荐意见: 本项目 动力型锂离子电池炭包覆石墨负极材料关键技术创新与产业化 实施期间从2011年2月22日―2014年12月10日,项目申请并授权3项国家发明专利,申请并受理10项发明专利;

产品首次放电比容量 358.3mAh/g,首次库伦效率达95.2%,相比国内品牌产家具有明显优势.项目完成达到动力型锂离子电池炭 包覆石墨负极材料产能10000吨/年,累计销售33200万元,其中2014年实现销售2865万元,2015年实现销售 7981万元,2016年实现销售22354万元,累计新增利润5974万元,税收2656万元.项目带动就业人员70人 ,培养具有国际一流水平的动力型锂离子电池负极材料研发人员10人.公司产品2014年成功导入深圳市比 亚迪供应链管理有限公司,主要用于比亚迪公司的方型铝壳锂离子电池(动力型)上;

2014年和2015年分 别成功导入星恒电源股份有限公司和湖北金泉新材料有限责任公司,主要用于方型锂离子电池(动力型 )上.动力型锂电池炭包覆石墨负极材料带动电池厂家累计销售343958万元,其中,2014年带动电池厂家 实现销售30252万元;

2015年带动电池厂家实现销售88560万元;

2016年带动电池厂家实现销售225146万元 . 该项目通过审核,同意推荐! 声明:本单位遵守《湖南省科学技术奖励办法》及其实施细则的有关规定,承诺遵守评审工作纪 律,所提供的推荐材料真实有效,且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保 密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形.如有材料虚假或违纪行为,愿意承担相应责任并接 受相应处理.如产生争议,保证积极调查处理. 推荐单位(盖章) 年月日推荐项目等级要求 同意评审结果 √ 一等奖 二等奖 说明:请在相应栏打 √ 进行选择.选择 同意评审结果 表示服从评审结果;

否则,当评审结果 等级低于所选择的相应等级,则自动撤评;

评审公示后不受理对评审结果中推荐等级的异议. 第一完成人签字: 年月日22017年度推荐书正式版 下载者:长沙市科技局管理员,下载时间:2017年07月08日16时41分

三、项目简介 1.项目主要技术内容 本项目以研制和生产动力型锂离子电池用高性能炭包覆石墨负极材料为目 标,提出并解决了以下关键技术内容: (1)独创性的石墨微氧化-扩层改性技术,提高了石墨负极材料的可逆容 量和首效,同时负极材料循环性能和倍率放电性能均得到显著改善;

(2)率先 将微氧化-扩层石墨与通孔率高的介孔碳复合得到碳类复合负极材料,提高了负 极材料的可逆比容量,改善其高倍率性能及低温电化学性能,延长了负极材料 的循环寿命;

(3)独创性的采用真空-液相包覆法,提高了负极材料的振实密度, 降低了负极材料比表面积,同时其循环稳定性和热稳定性均得到显著改善;

(4) 创造性的采用膨胀石墨与碳纳米管复合的方法制备导电添加剂,该导电添加剂 有效解决了与电极材料混料制浆过程中易发生团聚的问题,并改善了负极材料 低温循环性能和高倍率电化学性能;

(5)自主设计和研制一系列动力型锂离子 电池炭包覆石墨负极材料产业化生产专用设备,并对各工序的设备进行集成与 开发,实现全自动化生产,节约了生产时间,提高工作效率. 2.项目授权专利情况 本项目获得了

3 项国家发明专利,申请并受理发明专利

10 项.授权专利情 况如下: 《锂离子电池负极材料及制备方法》 (ZL201010187413.7) 、 《用于制备 动力锂离子电池负极材料的导电添加剂的制备方法》 (ZL201210086713.5) 、 《制 备金属插层膨胀石墨的方法》 (ZL201210086379.3) 3.项目技术经济指标 本项目主要是进行动力型锂离子电池炭包覆石墨负极材料关键技术创新与 产业化研究,项目完成后产能达

10000 吨/年.得到动力型锂离子电池炭包覆石 墨负极材料产品参数首次放电容量 358.3mAh/g,首次放电效率 95.2%,振实密 度1.16g/cm?,比表面积 1.58 O/g,Fe 含量 16.7PPm,Cu 含量 3.3PPm.主要关 键产品参数首次放电容量、首次放电效率均高于国标(GB/T24533-2009) ,和行 业知名锂离子电池负极材料生产企业上海杉杉科技有限公司 356.2mAh/g 和93.5%相比具有一定的优势. 本项目研发的动力型锂离子电池炭包覆石墨负极材料累计销售

33200 万元, 其中,2014 年实现销售

2865 万元;

2015 年实现销售

7981 万元;

2016 年实现销 售22354 万元. 4.项目应用推广及效益情况 本项目研发产品成功应用于北京奥运会、上海世博会、深圳大运会等电动 大巴上.同时项目产品销售给深圳市比亚迪供应链管理有限公司等国际知名动 力电池生产厂家,带动电池厂家累计销售

343958 万元,其中,2014 年带动电池 厂家实现销售

30252 万元;

2015 年带动电池厂家实现销售

88560 万元;

2016 年 带动电池厂家实现销售

225146 万元,获利

4 亿元人民币.

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四、主要科技创新 1. 主要科技创新 (1)立项背景 汽车产业是国民经济的重要支柱产业,今后较长一段时期汽车需求量仍将 保持增长势头,但大量能源需求和环境污染对我国可持续性发展带来严峻考验. 因而,能缓解能源紧张和环境污染问题的新能源汽车产业被列入《 十三五 国 家战略性新兴产业发展规划》 , 《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年) 》 ,同时,工业和信息化部 新能源汽车及节能汽车产业发展计划 明确在

2020 年之前对新能源汽车产业实施千亿元投资进行扶持.受发展和政策影响, 中国新能源汽车市场占比和增速较大,年增速超过 36%. 随着新能源汽车的快速发展,促进了对动力型锂离子电池储能市场的需求, 也对动力型锂离子电池负极材料能效、循环寿命、能量密度和绿色环保等方面 提出了更高的要求.传统石墨负极材料有容量低、循环寿命短、首效、倍率性 能差,生产的自动化程度不高的特点.在此前提和产品技术现状下,本项目组 发挥团队材料、化学、物理、计算机技术、仪器仪表等学科人才优势,独创性 的采用石墨负极微氧化-扩层改性技术、真空-液相包覆技术;

率先把介孔碳用 于动力型锂离子电池负极材料;

创造性发明了膨胀石墨与碳纳米管复合导电剂, 并成功应用于动力型锂离子电池负极材料中,最终获得满足新能源汽车发展的 动力型锂离子电池负极材料. 项目突破国外技术封锁,率先从动力型锂离子电池负极材料的制备工艺、 关键装备、核心技术、产业链所需的配套材料和设备等方面做出了系统性的研 究工作,达到国际领先水平,成功实现产业规模化生产应用,占领国内外高端 市场. (2)主要创新点如下: ①独创性的石墨微氧化-扩层改性技术,提高了石墨负极材料的可逆容量和 首效,同时负极材料循环性能和倍率放电性能均得到显著改善. 本项创新点所属学科为无机非金属材料工程.项目组在该方面公开发表论 文3篇: 《微扩层鳞片石墨负极材料的制备及电化学性能研究》 (无机材料学报) 、 《微氧化处理对球形石墨结构及电化学行为的影响》 (无机材料学报) 、 《微氧化 法-热解炭包覆改性天然鳞片石墨负极材料》 (Procedia Engineering) ;

申请国 家发明专利1项:《一种高压实碳包覆天然石墨材料的制备方法》(201510565556.X) . 传........