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锂离子电池硅炭负极

项目概述
面向动力锂离子电池的需求,以纳米硅(或氧化亚硅)为硅源,以有机碳、石墨等为碳源,突破高比能长循环寿命硅炭负极材料低成本批量化制备技术,材料微纳结构设计、表面包覆、掺杂与电解液匹配等关键科学问题,研制高品质硅炭负极材料。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在动力电池、消费电池及储能电池中的应用。

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

  项目概述

  面向动力锂离子电池的需求,以纳米硅(或氧化亚硅)为硅源,以有机碳、石墨等为碳源,突破高比能长循环寿命硅炭负极材料低成本批量化制备技术,材料微纳结构设计、表面包覆、掺杂与电解液匹配等关键科学问题,研制高品质硅炭负极材料。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在动力电池、消费电池及储能电池中的应用。

  技术成熟度:TRL 3

          

 

      

       

      

  市场需求与应用背景

  《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出,2025年动力电池单体比能量达到500Wh/公斤,因此硅炭负极的应用成为必然之路。本项目所述高品质硅炭,是指兼具高容量和长循环的负极材料。其终端应用包括动力电池、消费电池及储能电池市场。目前,动力电池为锂电池硅炭负极材料行业的第一大终端市场。消费类电池主要应用于智能手机、无人机、VR、可穿戴设备、电动工具、移动电源等领域。储能电池主要应用于集中式可再生能源并网、辅助服务、电网侧、用户侧等。

       

 

      

  2021-2026年硅炭负极材料渗透率年均增长率将在3-5个百分点之间。预计2026年我国硅炭负极材料的市场渗透率将达到23%,则至2026年我国硅炭负极材料市场需求或达50万吨。(数据来源:前瞻产业研究院)

         

    

  工作基础

  中科院山西煤化所在硅炭负极材料开发方面已积累一定的研究基础,掌握了硅炭负极微纳结构设计、纳米硅均匀分散、硅炭负极材料表面改性、电解液匹配等关键技术,已组装含硅炭负极的锂离子电池,能量密度型达到230Wh/kg(4Ah),循环寿命达到2000次以上。硅炭负极目前处于小试开发阶段,下一步材料优化后将进行中试放大制备。

       

      

     重要指标   

 

    

      

  知识产权情况

  本项目在硅炭负极微纳结构设计、纳米硅均匀分散、硅炭负极材料表面改性、电解液匹配等关键技术均为自有技术,并申报2项发明专利,知识产权方面无风险和隐患。

       

  投融资与回报

  拟建设年产2000吨级硅炭负极材料生产线,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,硅炭负极价格约10-13万元/吨,预期可实现年产值2.6亿元,毛利润1.22亿元,预计1年左右可收回投资。

       

      

    
  

  

  

  

    

    

科研成果  

锂离子电池硅炭负极

面向动力锂离子电池的需求,以纳米硅(或氧化亚硅)为硅源,以有机碳、石墨等为碳源,突破高比能长循环寿命硅炭负极材料低成本批量化制备技术,材料微纳结构设计、表面包覆、掺杂与电解液匹配等关键科学问题,研制高品质硅炭负极材料。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在动力电池、消费电池及储能电池中的应用。

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

  项目概述

  面向动力锂离子电池的需求,以纳米硅(或氧化亚硅)为硅源,以有机碳、石墨等为碳源,突破高比能长循环寿命硅炭负极材料低成本批量化制备技术,材料微纳结构设计、表面包覆、掺杂与电解液匹配等关键科学问题,研制高品质硅炭负极材料。开发批量化制备工艺及配套装备,实现其在动力电池、消费电池及储能电池中的应用。

  技术成熟度:TRL 3

          

 

      

       

      

  市场需求与应用背景

  《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出,2025年动力电池单体比能量达到500Wh/公斤,因此硅炭负极的应用成为必然之路。本项目所述高品质硅炭,是指兼具高容量和长循环的负极材料。其终端应用包括动力电池、消费电池及储能电池市场。目前,动力电池为锂电池硅炭负极材料行业的第一大终端市场。消费类电池主要应用于智能手机、无人机、VR、可穿戴设备、电动工具、移动电源等领域。储能电池主要应用于集中式可再生能源并网、辅助服务、电网侧、用户侧等。

       

 

      

  2021-2026年硅炭负极材料渗透率年均增长率将在3-5个百分点之间。预计2026年我国硅炭负极材料的市场渗透率将达到23%,则至2026年我国硅炭负极材料市场需求或达50万吨。(数据来源:前瞻产业研究院)

         

    

  工作基础

  中科院山西煤化所在硅炭负极材料开发方面已积累一定的研究基础,掌握了硅炭负极微纳结构设计、纳米硅均匀分散、硅炭负极材料表面改性、电解液匹配等关键技术,已组装含硅炭负极的锂离子电池,能量密度型达到230Wh/kg(4Ah),循环寿命达到2000次以上。硅炭负极目前处于小试开发阶段,下一步材料优化后将进行中试放大制备。

       

      

     重要指标   

 

    

      

  知识产权情况

  本项目在硅炭负极微纳结构设计、纳米硅均匀分散、硅炭负极材料表面改性、电解液匹配等关键技术均为自有技术,并申报2项发明专利,知识产权方面无风险和隐患。

       

  投融资与回报

  拟建设年产2000吨级硅炭负极材料生产线,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,硅炭负极价格约10-13万元/吨,预期可实现年产值2.6亿元,毛利润1.22亿元,预计1年左右可收回投资。

       

      

    
  

  

  

  

    

    

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