基于专利耦合的 中国、美国、日本锂离子电池技术前沿及差距分析

基于定量分析识别技术前沿并测度各国的技术差距具有重要的理论和现实意义。本研究初步探讨了基于专 利数据,利用文献计量学的引文耦合分析法,进行技术前沿的识别和技术差距粗略测度,并以锂离子电池为例进行实 证研究。研究结果表明,该方法所识别出来的中国、美国和日本在锂离子电池领域的技术前沿以及各国之间的技术差 距,与产业现状具有一定一致性,是一条可行的研究途径。     

新能源汽车关键零部件动力电池供应风险识别与评估研究

运用政策法,将动力电池界定为新能源汽车关键零部件中最关键的部分,将其定位为Kraljic矩阵中具有高供应风险的战略项目。研究发现,以磷酸铁锂和三元材料锂电池为代表的锂离子电池是当前动力电池的主流,其供应短缺风险突出,包括供应总量短缺及供应结构性短缺。建立单一车型风险评估模型,在考虑废旧电池回收利用参数的情况下建立企业级综合风险评估模型。     

Single lithium-ion channel polymer binder for stabilizing sulfur cathodes

Lithium–sulfur batteries have great potential for high-performance energy-storage devices, yet the severe diffusion of soluble polysulfide to electrolyte greatly limits their practical applications. To address the above issues, herein we design and synthesize a novel polymer binder with single lithium-ion channels allowing fast lithium-ion transport while blocking the shuttle of unnecessary polysulfide anions. In situ UV–vis spectroscopy measurements reveal that the prepared polymer binder has effective immobilization to polysulfide intermediates. As expected, the resultant sulfur cathode achieves an excellent specific capacity of 1310 mAh g⁻¹ at 0.2 C, high Coulombic efficiency of 99.5% at 0.5 C after 100 cycles and stable cycling performance for 300 cycles at 1 C (1 C = 1675 mA g⁻¹). This study reports a new avenue to assemble a polymer binder with a single lithium-ion channel for solving the serious problem of energy attenuation of lithium–sulfur batteries.     

基于专利分析的锂离子动力电池产业发展趋势

创新驱动发展,专利成果的转化是产业化发展的助推器。采集国内外锂离子动力电池专利信息,分析全球锂离子电池产业的发展情况。借助广东省专利信息服务平台对国内动力电池材料和管理系统专利信息进行采集分析,深度剖析国内锂离子动力电池技术与产业发展趋势的关系,为锂离子动力电池发展技术路线做出预测和建议,同时为锂离子动力电池企业发展和相关科研机构研究提供参考。     

我国国立科研机构全链条式创新的模式研究――以中国科学院物理研究所的锂离子电池研究为例

全链条创新经历基础研究到最终产业化,周期长,涉及核心关键技术多,是国家实现创新驱动发展的重要路径之一。但是要实现全链条周期的穿越,以及从学术界到产业界的跨越,涉及科技、市场、评价、人才等众多要素,是一个复杂和充满挑战的过程,锂离子电池技术的研究以及产业化就是一个典型的例子。中国科学院物理研究所在过去40余年中,围绕锂离子电池领域进行了很多有益的探索,对全链条创新所需的生态和条件积累了一些初步认识。文章通过对该过程的梳理与分析,对新时期科研机构探索践行创新驱动发展战略提供可供借鉴的经验。     

化学共沉淀法合成锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的研究

采用共沉淀法合成了锂离子电池层状LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。采用TG/SDTA、XRD和SEM对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的成分、结构和形貌进行了表征。结果表明,在900℃下煅烧15h制得的材料结晶程度最佳,样品具有最大I（003）/I（104）强比值,层状结构特征最为突出。从单个颗粒来看,样品表面光滑,界面清晰,粒子呈类球状,粒径大约在0.5μm左右,分散较为均匀。另外,添加剂对粒子形貌具有一定的影响。     

锂电池电解质电导率理论计算

非晶态电解质的电导率通常是由试验所测得,方法很多,但要受试验条件限制,因此所得结果和实际数值要有些差别,从理论上进行计算得到的结果要更接近其真实值.本文引用能斯特-爱因斯坦(Nernst-Einstein)方程,计算了非晶态电解质Li6Si2O2S5(Li2S-SiS2-Li4SiO4)的理论电导率为10-3S/cm.     

LiCo_(1-X)M_XO_2的循环伏安性能研究

采用高温固相反应法,以自制的CoOOH为前驱体,制备了掺杂的锂离子电池正极材料LiCo1-XMXO2(M=Ni,Mn,Al,Bi,Ti;X=0.1,0.2),通过粉末微电极循环伏安法对制备的材料进行了快速研究.实验结果表明:掺杂Ni元素、Mn元素和Ti元素,能提高材料的放电电压,降低其充电电压;而掺杂Al元素和Bi元素时,能同时提高材料的充电和放电电压.     

以PVDF为碳源的Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_2/C的电化学性能研究

以PVDF为碳源,采用溶胶凝胶法制备Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C正极复合材料.利用X-射线衍射(XRD)、同步热分析、扫描电子显微镜(SEM)表征合成材料的结构,利用充放电测试、循环伏安及交流阻抗测试系统地研究了碳包覆对材料电化学性能的影响.研究表明,合成的材料具有a-Na Fe O2层状结构且碳均匀包覆在Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2颗粒表面.相比于Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2,Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2/C表现出更好的倍率性能和循环稳定性.电化学性能测试表明,碳表面修饰层增强了活性材料颗粒之间的电导性能,有效缓解电解液中HF对活性材料的腐蚀,降低电荷跃迁电阻(Rct),从而有效提高了材料的电化学性能.     

富锂正极材料0.5Li_2MnO_3·0.5LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2的微波合成及电化学性能研究

采用共沉淀制备前驱体,微波高温固相烧结制备富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2.通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描SEM、循环伏安(CV)、充放电性能等材料结构的表征和电化学性能测试,研究了不同烧结时间(微波3 min、5 min、7 min、15 min)对材料结构电化学性能的影响.发现较佳的合成条件所合成的富锂正极材料0.5Li2Mn O3·0.5 Li Ni1/3Co1/3Mn1/3O2结构是α-Na Fe O2型,为二维层状结构.在2.0~4.8 V的截止电压范围、17 m Ah·g-1的电流密度,首次放电容量为284.6 m Ah·g-1,20个循环容量的保有率为75.6%.通过微波高温烧结合成正极材料,研究了制备工艺对材料结构和电化学性能的影响,并探讨了该体系的应用前景.