[00127606]安全大容量锂离子电池技术

本项目《安全超大容量锂离子电池》是中国电子科技集团公司第十八研究所自行研制项目,项目周期2010年1月至2011年12月。 安全大容量锂离子电池技术针对未来储能和电动汽车大容量锂离子电池开展了5V正极材料、LTO负极等新型安全活性材料制备、高压电解液的初步探索、安全隔膜、材料电化学性能评估、超大容量电池热模拟仿真、结构仿真等研究,突破了大容量电池设计技术;新体系技术;模拟仿真技术;大容量锂离子电池制备技术等关键技术,演示出500Ah以上电池单元。 该技术的创新性主要体现在首次使用5V尖晶石材料与钛酸锂电化学体系,实现综合电化学性能的提高;建立电化学模型进行热分析,以热分析结果指导电化学以及结构设计,提高了电池的散热能力以及温度一致性;采用多电芯共壳体单元结构,实现电池的集流、热分布、力学、安全性的改进与提高;采用力学仿真技术进行分格式加强结构设计,提高了大容量电池的结构稳定性。 应用该技术制作出了单体容量为528Ah的电池。该电池循环寿命良好,100次循环后的容量保持不变。通过模拟计算3000Ah-5000Ah单体比能量,目前比能量已≥90Wh/kg。 安全大容量锂离子电池具有光明的发展前景,可在储能和电动汽车等民品市场上得到广泛应用。并且本技术可带动新型材料产业的发展。另外,本研究成果已经转向“十二五”预研,为超大容量锂离子电池的设计与应用奠定理论和技术基础。 同时,超大容量电池的热是一个值得关注的问题,在紧凑的结构设计中,尽管进行了散热措施,但温升仍大于小容量电池,这不利于电池的超长寿命设计。另外,5V材料的研发使得LTO电池体系可以获得较高可用的比能量,但需加大材料及5V电解液的研发步伐。