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锂离子电池硬炭负极

项目概述
面向电池对低温性能和快充性能的紧迫需求,以生物质(淀粉、枣木等)、化石(煤沥青、石油沥青等)、高分子(酚醛树脂等)为原料,突破有机原料-无机炭材料转化过程中的“结构设计”、炭材料的表面包覆及界面调控、掺杂改性及耦合效应等关键技术,研制高品质硬炭。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在低温、快充型锂离子电池、钠离子电池、超级电容器中的应用。

   技术负责人:戴老师(18534622015);联系人:郭老师 (13934640625)

  项目概述

  面向电池对低温性能和快充性能的紧迫需求,以生物质(淀粉、枣木等)、化石(煤沥青、石油沥青等)、高分子(酚醛树脂等)为原料,突破有机原料-无机炭材料转化过程中的“结构设计”、炭材料的表面包覆及界面调控、掺杂改性及耦合效应等关键技术,研制高品质硬炭。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在低温、快充型锂离子电池、钠离子电池、超级电容器中的应用。

  技术成熟度:TRL 4

   

 

    

  市场需求与应用背景

  负极材料是决定锂电池性能参数的重要材料之一,现阶段,锂电池负极材料以石墨为主,其制备工艺成熟,但受结构限制,其性能已经趋于极限,可进步空间小,难以满足日益提升的下游市场要求。本项目所述高品质硬炭,兼具高容量、低温、倍率、循环及安全性好的优点。为提升电池产品性能,硬炭负极材料成为锂电池负极材料行业重点研究的领域之一。硬炭负极可广泛应用于动力电池、启停电源、低温极端环境用电池、钠离子电池、超级电容器等领域。

   

 

  

  2020年国内负极材料出货量达到36.5万吨,产值超过百亿元,然而仅2021年上半年,我国锂电负极市场出货量已达到33.2万吨,同比增长170%。硬炭在锂离子电池市场占比<3%。锂电池应用领域的不断拓宽对其性能要求越来越高,硬炭负极材料优点明显,未来市场潜力巨大。(数据来源:高工产研锂电研究所(GGII))

   

 

  工作基础

  中科院山西煤化所在硬炭开发方面布局较早,在产业技术方面处于领先水平。目前已攻克了硬炭材料的实验室级别制备技术,掌握了交联固化、高温炭化、表面改性包覆等关键技术,接下来将进一步优化工艺,并进行中试技术放大。

   

  重要指标 

 

    知识产权情况

  本项目在交联、炭化、表面改性等关键过程及装备均为自有技术,并申报2项发明专利,授权1项,知识产权方面无风险和隐患。

 

  投融资与回报

  拟建设年产2000吨级硬炭负极材料生产线,融资1.2亿元,其中建设费用9000万元,流动资金3000万元。项目投产后,目前硬炭售价20~30万/吨,预计年产值至少可达6亿元,毛利润1.8亿元,预计1年内可收回投资。

  

  

科研成果  

锂离子电池硬炭负极

面向电池对低温性能和快充性能的紧迫需求,以生物质(淀粉、枣木等)、化石(煤沥青、石油沥青等)、高分子(酚醛树脂等)为原料,突破有机原料-无机炭材料转化过程中的“结构设计”、炭材料的表面包覆及界面调控、掺杂改性及耦合效应等关键技术,研制高品质硬炭。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在低温、快充型锂离子电池、钠离子电池、超级电容器中的应用。

   技术负责人:戴老师(18534622015);联系人:郭老师 (13934640625)

  项目概述

  面向电池对低温性能和快充性能的紧迫需求,以生物质(淀粉、枣木等)、化石(煤沥青、石油沥青等)、高分子(酚醛树脂等)为原料,突破有机原料-无机炭材料转化过程中的“结构设计”、炭材料的表面包覆及界面调控、掺杂改性及耦合效应等关键技术,研制高品质硬炭。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在低温、快充型锂离子电池、钠离子电池、超级电容器中的应用。

  技术成熟度:TRL 4

   

 

    

  市场需求与应用背景

  负极材料是决定锂电池性能参数的重要材料之一,现阶段,锂电池负极材料以石墨为主,其制备工艺成熟,但受结构限制,其性能已经趋于极限,可进步空间小,难以满足日益提升的下游市场要求。本项目所述高品质硬炭,兼具高容量、低温、倍率、循环及安全性好的优点。为提升电池产品性能,硬炭负极材料成为锂电池负极材料行业重点研究的领域之一。硬炭负极可广泛应用于动力电池、启停电源、低温极端环境用电池、钠离子电池、超级电容器等领域。

   

 

  

  2020年国内负极材料出货量达到36.5万吨,产值超过百亿元,然而仅2021年上半年,我国锂电负极市场出货量已达到33.2万吨,同比增长170%。硬炭在锂离子电池市场占比<3%。锂电池应用领域的不断拓宽对其性能要求越来越高,硬炭负极材料优点明显,未来市场潜力巨大。(数据来源:高工产研锂电研究所(GGII))

   

 

  工作基础

  中科院山西煤化所在硬炭开发方面布局较早,在产业技术方面处于领先水平。目前已攻克了硬炭材料的实验室级别制备技术,掌握了交联固化、高温炭化、表面改性包覆等关键技术,接下来将进一步优化工艺,并进行中试技术放大。

   

  重要指标 

 

    知识产权情况

  本项目在交联、炭化、表面改性等关键过程及装备均为自有技术,并申报2项发明专利,授权1项,知识产权方面无风险和隐患。

 

  投融资与回报

  拟建设年产2000吨级硬炭负极材料生产线,融资1.2亿元,其中建设费用9000万元,流动资金3000万元。项目投产后,目前硬炭售价20~30万/吨,预计年产值至少可达6亿元,毛利润1.8亿元,预计1年内可收回投资。

  

  

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