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太原日报|黑色无烟煤变身绿色高端炭材料

时间:2022-01-07   作者:

  “我们使用无烟煤作为原料,突破了高效脱灰、炭化喷料等共性的关键技术,完成了煤基快充石墨的新技术研发,建成了吨级煤基快充负极材料试验示范线,获得了低成本高品质的煤基快充石墨负极材料,实现了节能减碳的目标。”中国科学院山西煤炭化学研究所近日又传来好消息,由陈成猛研究员带领的709课题组科研团队,聚焦于储能和电子领域的先进炭材料,将常见的无烟煤变身为绿色高端的炭材料,解决了锂电池“充电焦虑”的关键技术问题,立足煤炭资源优势,突破了产业发展瓶颈。

  商用锂电池出现后,凭借其续航时间长、使用寿命长和体积小等优势,在电动汽车、储能领域处于主导地位。如今,商用锂电池的续航能力已翻了三倍以上,但高效安全地快速充电仍是难题之一,制约了其在电动汽车领域的大规模应用。原来,商用锂离子电池快充能力的限制因素主要是负极材料。这是因为作为负极材料的石墨结构使得锂离子传输路径变长。在快速充电过程中,锂容易在负极表面析出,造成锂的损失、容量的衰减,由此还可能发生因短路引起的安全问题。

  针对这一问题,工业中在负极充电设计时常通过减少石墨微晶结构,增加孔隙率来实现。事实上,无烟煤本身就具有这些特性,将煤炭通过石墨化就可以转变成符合要求的快充石墨负极材料。

  按照这个思路,在山西省科技重大专项等项目支持下,中国科学院山西煤炭化学研究所的陈成猛研究员带领709课题组,以山西、云南等地盛产的无烟煤为原料,突破了高效脱灰、煤炭炭化燃烧/喷料等共性关键技术,完成了煤基快充石墨技术开发,建成了吨级煤基快充负极材料的试验线,获得了低成本高品质煤基快充石墨材料,实现了制造端材料固碳,应用端节能减碳的目标。

  目前,该项目经过材料物化性能、加工性能和电化学性能的评测,实现了性能优化,并完成了吨级产品定型和工艺固化,形成了成熟可靠的“材料+应用”解决方案,所开发的样品已在孚能科技等多家锂离子电池企业展开试用评测。而且,该项目还取得了阶段性成果,申请国家专利13项,其中发明专利8项,主持制定国家标准1项。


《太原日报》 (2022-01-04)

http://res.tyrbw.com/h5/enews.html?content=83450&t=1641255373393

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太原日报|黑色无烟煤变身绿色高端炭材料

时间:2022-01-07   作者:

  “我们使用无烟煤作为原料,突破了高效脱灰、炭化喷料等共性的关键技术,完成了煤基快充石墨的新技术研发,建成了吨级煤基快充负极材料试验示范线,获得了低成本高品质的煤基快充石墨负极材料,实现了节能减碳的目标。”中国科学院山西煤炭化学研究所近日又传来好消息,由陈成猛研究员带领的709课题组科研团队,聚焦于储能和电子领域的先进炭材料,将常见的无烟煤变身为绿色高端的炭材料,解决了锂电池“充电焦虑”的关键技术问题,立足煤炭资源优势,突破了产业发展瓶颈。

  商用锂电池出现后,凭借其续航时间长、使用寿命长和体积小等优势,在电动汽车、储能领域处于主导地位。如今,商用锂电池的续航能力已翻了三倍以上,但高效安全地快速充电仍是难题之一,制约了其在电动汽车领域的大规模应用。原来,商用锂离子电池快充能力的限制因素主要是负极材料。这是因为作为负极材料的石墨结构使得锂离子传输路径变长。在快速充电过程中,锂容易在负极表面析出,造成锂的损失、容量的衰减,由此还可能发生因短路引起的安全问题。

  针对这一问题,工业中在负极充电设计时常通过减少石墨微晶结构,增加孔隙率来实现。事实上,无烟煤本身就具有这些特性,将煤炭通过石墨化就可以转变成符合要求的快充石墨负极材料。

  按照这个思路,在山西省科技重大专项等项目支持下,中国科学院山西煤炭化学研究所的陈成猛研究员带领709课题组,以山西、云南等地盛产的无烟煤为原料,突破了高效脱灰、煤炭炭化燃烧/喷料等共性关键技术,完成了煤基快充石墨技术开发,建成了吨级煤基快充负极材料的试验线,获得了低成本高品质煤基快充石墨材料,实现了制造端材料固碳,应用端节能减碳的目标。

  目前,该项目经过材料物化性能、加工性能和电化学性能的评测,实现了性能优化,并完成了吨级产品定型和工艺固化,形成了成熟可靠的“材料+应用”解决方案,所开发的样品已在孚能科技等多家锂离子电池企业展开试用评测。而且,该项目还取得了阶段性成果,申请国家专利13项,其中发明专利8项,主持制定国家标准1项。


《太原日报》 (2022-01-04)

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