[00115577]动力电池用低成本极板材料

该课题来源于国家十五“863”首批项目，课题名称：低成本电池极板材料产业化中的关键技术研究，课题编号：2001AA32305。该课题的背景是针对动力电池成本居高不下，制约电动汽车产业化的原因，开发一种能够较大幅度降低动力电池成本的新型极板材料。该项目属于新材料、新能源技术领域，是一种用于大功率镍氢和聚合物锂离子电池制造的低成本、高性能新型极板材料，其产业化后降低电池制造成本达10%以上、提升电池容量20%以上，全面推动了我国高容量镍氢和聚合物锂离子电池业的发展。为锂离子、镍氢等二次电池研究开发一种具有优异性能价格比的极板材料及其产业化技术。具体讲，就是选择最廉价的金属超薄板材—低碳钢带，对其进行毛刺化和表面改性，在保证力学性能的前提下，提高其填充性和电化学性能，克服现有铜箔、铝箔等极板材料的缺点，以适合各种高性能的二次电池的制造要求。主要创新点如下：（1）追踪日本等国先进技术，设计一种适合制造大功率圆柱形充电电池和方形动力镍氢、镍锌等动力电池的新型极板材料─超薄冲孔钢带，要求具有高孔隙率（大于50％），低电阻率（小于49uΩ/cm^2）、耐大电流充放电、较高的抗拉强度（大于250N/cm^2），且价格低廉，有利于大幅度降低电池的制造成本。（2）设计一种聚合物锂离子电池用穿孔铝箔、铜箔，这种穿孔箔材同现有的未穿孔铝箔、铜箔相比，具有高孔隙率、优良的填充性、耐大电流充放电等优异性能，能全面提升动力聚合物锂电池的综合性能。（3）开发超薄冲孔钢带（0.02mm～0.08mm）的连续冲压、表面毛刺化、连续表面合金化、连续界面渗透处理的生产工艺、技术与生产设备及工装等大规模产业化的全套技术，采用该技术可以有效生产适合制造高性能圆柱镍氢电池和方形动力镍氢、镍锌、锂离子等电池的极板材料。（4）通过对超薄钢带极板进行表面毛刺化结构改性和合金化改性，使冲孔钢带由平面结构变成多维立体结构，有效提高极板的填充量达5倍以上，降低电阻率达50%，以适合动力电池对极板的高填充量要求；同时有效提高氢超或氧超电位，达到降低电池内压，提高电池寿命的目的，以适合100Ah以上大功率动力电池之制造。该技术自1998年元月以来，先后在深圳、北京由深圳市广远新实业有限公司、深圳市中金高能电池有限公司、北京空港广远新材料有限公司和深圳亚兰德金属制品有限公司实施，全面实现镍电池负极板材料和第二代锂离子电池极板材料的国产化，形成了年产5000吨生产能力，成功地取代了进口，每年节省外汇在1000万美元以上，成功支撑我国镍氢等电池对负极板材料的80%以上市场需求，降低我国镍电池成本达10%以上，为国内厂商节省采购成本达4.0亿元以上，节约外汇达1.0亿美元以上，五年累计实现销售收入5.0亿元，实现生产利税6000万元以上。该项目获第八届中国专利优秀奖。该项目包括7项专利（其中二项发明专利），拥有全部知识产权，居国际领先水平。