PDF《2017 年度国家科技进步奖公示内容》

2017 年度国家科技进步奖公示内容 项目名称 锂离子电池凝胶聚合物隔膜及功能电解液的制备技术与应用 推荐单位(专家)意见 该项目经过

10 余年的研究及攻关,开发出系列具有自主知识产权的凝胶聚合物隔膜 及功能电解液制备技术并实现产业化应用,突破了锂离子电池安全性能差、能量密度低、 循环寿命短等技术瓶颈.

获得广东省科学技术奖一等奖

2 项,获授权发明专利

20 余件, 发表 SCI 论文

70 余篇(其中

10 篇核心论文引用

700 余次) 、中英文著作

3 部(章) . 该项目凝胶隔膜技术实现在动力电池中的应用;

功能电解液技术建成了

40000 吨/年 的功能电池电解液生产线;

锂盐技术建成

2000 吨/年晶体 LiPF6 和6000 吨/年液体 LiPF6 生产线,打破了高品质功能电解液产品和电池级 LiPF6 锂盐由日本和韩国垄断的局面.成 为国际上最大的锂离子电池电解液制造和供应商, 国际电解液市场占有率 15%以上, 国内 动力电池市场占有率 65%以上. 推荐该项目为国家科学技术进步奖二等奖. 项目简介(限1200 字) 动力电池是国家战略性新兴产业 新能源汽车 最重要的技术之一.锂离子电池是 最理想的动力电池,但存在安全性差、成本高以及循环寿命不够长等缺点.本项目针对 以上问题,在国家和地方政府重要科技项目资助下,基于十多年基础研究积累,并通过 产学研合作攻关,开发出一系列具有自主知识产权的凝胶聚合物隔膜和电解液关键材料 并实现产业化应用,打破了国际技术壁垒.项目累计国际发明专利

1 件、授权国家发明 专利

20 余件) ,发表论文

70 余篇(其中

10 篇核心论文引用次数

700 余次) 、英文著作

3 部(章) .主要创新内容如下:

一、为达到凝胶聚合物隔膜高导电率和高稳定性、隔膜高强度和与电极材料的相容性、 以及聚合物的易加工性等要求,优选分别含有刚性、柔性、稳定性、以及配位作用等功 能基团的单体分子,合成活性高、稳定性好、易于成膜的局部交联共聚物,研究聚合物 的分子结构、分子量、聚合物溶液的粘度等物理化学性质.

二、以低成本的聚烯烃无纺布为支撑体,结合无机纳米材料的协同掺杂技术,设计及制 备出系列具有高导电性、高稳定性及低成本的凝胶聚合物材料并在动力电池中得到应用. 在国际上首次报道室温离子电导率高达 5.13 mS/cm 的凝胶聚合物隔膜,优于传统 P(VdF-HFP)基凝胶聚合物隔膜(1 mS/cm).

三、揭示了有机电解液体系在正、负极材料表面的分解机理,以固体电解质界面膜控制 电极材料及电解液的稳定性为主要技术,在国际上首次提出正、负极并行成膜的理念, 并构筑出高稳定、高离子导电性、并同时抑制电极材料和电解液分解的界面膜,解决了 磷酸亚铁锂低电导率的问题,实现高电压(4.5 V)含镍三元材料、5 V 镍锰酸锂正极材 料以及高容量硅负极材料的应用.

四、 探索了锂离子电池过充电发生爆炸、 燃烧以及电解液热分解的本质机理, 提出了 电 流关闭 、 自由基捕获 、 路易斯碱络合 的技术理念,开发出电解液稳定、防过 充、阻燃等功能添加剂,显著提高了电池的安全性能及电解液的热稳定性(3C/12V 充电 不爆炸不起火,电解液 85℃存放半年不分解、不变色) ,优于国内外同类技术(2C/12V、 3C/10V 过充电爆炸起火燃烧) .