[00122667]安全高比特性锂电池及其智能制造关键技术

一、项目背景 中共十八大以来,中国发展进入新时代,中国的能源发展也进入新时代。习近平主席提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,为新时代中国能源发展指明了方向,开辟了中国特色能源发展新道路。 鉴于此,我国陆续出台重要政策文件,以进一步推进我国储能技术与产业健康发展,支撑清洁低碳、安全高效能源体系建设和能源高质量发展。在储能电池方面,根据CNESA全球储能项目库的不完全统计,截至2019年底,全球已投运储能项目累计装机规模184.6GWh,同比增长1.9%。“十四五”期间,随着更多利好政策的发布,电化学储能应用的支持力度将逐步加大,市场规模不断增加,年复合增长率（2020-2024）将保持在55%左右,预计到2024年底,电化学储能的市场装机规模将超过15GWh。 动力电池是新能源电动汽车的“心脏”,是电动汽车产业发展的关键,占新能源整车成本的40%左右,对动力电池核心技术的争夺,将成为大国汽车制造业竞争的另一制高点,且很大程度上影响着未来全球新能源汽车的行业格局。根据Marklines预测,未来5年全球动力电池行业将持续高速增长,2025年全球装机量可达850GWh、市场空间可达5800亿元。 二、研究目的和意义 我国的锂离子电池研究项目一直是科技部的重点研发项目,由追赶期开始向同步发展期过渡,本土总产能居世界第一,但仍存在以下几个关键问题：1)无论在动力电池和储能电池领域,安全始终是电池的基本生命线,进一步提高电池系统级安全性是永恒的技术主题;2)对于使用者,尤其是电动汽车,未消除里程焦虑和成本压力,能量密度必须逐步提升,另外在面对日益复杂环境和工况,动力电池仍需要提高其低温能量密度、高温循环稳定性、快速充放电能力,所以对电池高比特性提出了跟高的要求;3)车企也逐步提出了100英里质保的承诺,储能领域对全生命周期的成本极度敏感,这就需要超长循环寿命的电池;4)在动力电池领域和储能领域,电池通常集成后串并联使用,电池的一致性比单一的电性能更重要,减少人工干预的智能制造实在必行。因此,安全高比特性锂电池及其智能制造关键技术仍然需要突破,以迎接到来TWh时代,开启更加苛刻的应用场景。 三、主要技术内容 本成果围绕动力和储能锂电池安全性、高比特性（高能量密度和功率密度）和长寿命的设计三要素,在高性能电极结构构筑,电池热失控阻断,锂电池设计与智能制造技术开展系统研发。基于此,开发了超高载量磷酸铁锂正极、高效率低成本负极预锂化技术;集中开发了电极支撑式隔膜和高安全电解液;结合机器人和设备智能化打造锂电池智能制造产线,实现了电池品质和一致性的大幅提升。 四、主要技术指标 （1）磷酸铁锂电芯能量密度200 Wh/kg,系统能量密度160 Wh/kg以上,0.5C下电芯循环寿命＞11000次;相对于国家安全测试标准评价,安全性能提高一个等级。 （2）智能制造产线有效的保证了电池电芯的一致性和高品质,电芯合格率98%,容量和内阻Cpk值均大于1.67。 五、推广效益情况 安驰科技2019年产品销售总额全国排名第6,专用车排名第2,江西省排名第1。获得了高工产研和高工锂电等行业评价机构的高度肯定,2017年荣获十大锂电行业黑马企业,2019年获得高工锂电金球奖。2018 年全年全国方形动力电池装机总量排名13;根据中国化学与物理电源行业协会动力电池应用协会,前瞻产业研究院统计,安驰科技 2019年磷酸铁锂电池装机量为353MWh,市场占有率1.7%。2020年随着国家先基建概念的提出,2020 年5月,我司产品已经成功进入中国移动供应链体系,2020年磷酸铁锂电池装机总量排名全国第10,安驰科技后来居上,实现了从无到有的跨越式发展,展现出其在动力电池市场上强有力的竞争力和发展潜力。该技术成果已成功应用于国内外,包括多家车企的新能源客车和物流车、5G基站、中石化大鹏湾站储能电站（500kW/1000kWh）和挪威小型商业化储能电站（100kW/327kWh）等,累计产生终端经济效益30亿元。 该项目的实施,对于提升江西省汽车动力电池和储能电池技术水平,促进江西产业结构转型优化升级,实现高质量跨越式发展均具有重大示范意义。 六、历年获奖情况 知识产权方面：授权发明专利8项,实用新型51项,已发表SCI 论文3篇,其中ESI高被引2篇;企业荣誉方面：公司已获得,国家级高新技术企业、全国商业科技进步奖一等奖、2020年度好产品动力电池、2020年度投资价值企业、2020年度中国锂电产业TOP50、江西名牌产品、二〇一九年度江西省潜在瞪羚企业、2019年江西省专精特新中小企业、省级企业技术中心、院士工作站、江西省智能制造试点示范企业等国家级及省级荣誉。