成果名称: 动力锂电池新型有机硅安全电解液的研发及成果产业化
完成单位: 中国科学院广州能源研究所,广州天赐高新材料股份有限公司,广州中科立新材料科技有限公司,九江天赐高新材料有限公司
主要人员: 张灵志,英瑜,汪靖伦,闫晓丹,赵欣悦,仲皓想,吴伟,刘蕊,范伟贞,梁树钊,黄东海,唐道平,李斌,宋吾燕,欧阳亮,陈文礼,杨建文,杨贵钧
介绍:

    ①课题来源与背景; 电解液是动力锂电池的关键材料,对电化学性能和安全性有重要影响。目前锂电池产业使用的有机碳酸酯电解液体系易氧化和燃烧,难于满足动力锂电池高能量密度和安全性的要求,制约了电动汽车产业的发展。项目研发的新型高电压、安全性优良的有机硅电解液,将突破动力电池安全性技术瓶颈,匹配高压正极提高电池能量密度,项目成果产业化将确立我国在锂电池关键电解液材料的技术和产业领先地位,推动电动汽车产业的发展。

    ②技术原理及性能指标; 通过有机硅电解液材料的分子设计和结构优化,建立材料化学结构与性能的关系,形成高性能锂离子电池新电解液材料体系。其技术原理主要是通过硅氢化反应或硅醚化反应设计合成含聚醚和碳酸酯基团的有机硅化合物,同时引入耐电化学氧化性的化学基团(如氰基),使电解液具备低燃烧性和耐氧化性,通过系列化学结构不同的化合物合成建立结构性能关系。 性能指标:结合精馏和分子筛技术,开发有机硅溶剂纯化新工艺和新配方,溶剂纯度达到99.9%-99.99%,水分含量低于10 ppm,甲醇等小分子含量低于60 ppm;研发出具有自主知识产权的高电压电解液,电池在3.0V 至4.35V 范围内进行充放电,循环1000 周的容量保持率在80%以上。

    ③技术的创造性与先进性; 1、设计合成新型有机硅电解液,比易燃商业碳酸酯电解液动力电池具有更高安全性。 2、有机硅高电压、安全电解液可与高压正极匹配提高电池的能量密度,同时保障安全性,有利于推进电动汽车战略新兴产业的发展。

    ④技术的成熟程度,适用范围和安全性; 开发2个新产品:1)耐高电压锂离子电池电解液;2)磷酸铁锂高低温兼顾型电解液;并申报了广东省高新技术产品。可用于三元动力电池和磷酸铁锂动力电池。

    ⑤应用情况及存在的问题; 项目建成有机硅安全电解液生产线,开发电解液新产品进入市场推广销售,累计新增销售收入达到4896万元,累计新增利税798万元。 本研究研究开发了有机硅安全电解液及添加剂,初步实现了产业化,但是还可以进一步提高阻燃安全性好的有机硅化合物的含量从而进一步提高电池的安全性。另外,在电解液的组成方面可以进一步优化创新,提高安全性同时提高电池的电化学性能。

    ⑥历年获奖情况; 获得2016科技人才奖励1人

批准登记号:
登记日期: 2019-08-19
研究起止时间: 2016-01-01至2018-12-31
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 新能源与节能
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2019-06-19