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聚合物锂离子电池相关材料全部实现国产化
        2007年1月18日,中国科学院成都有机化学有限公司举行庆典,庆祝聚合物锂离子电池正式投产。
        成都有机化学有限公司十几年来的工作积累,并得到国家科技部、科学院、国科控股的大力支持。是 “国家高技术研究发展计划”(863计划)和“中国科学院技术创新规模产业化专项行动”项目。
        目前,中国科学院成都有机化学有限公司产品以小功率动力电池作为定位和方向,具体推进的产品是用于矿灯的聚合物锂离子电池。随着项目的逐步成熟、工艺逐步完善、管理及市场及各个方面体系的建立,将逐步向更大功率、更长寿命的电池发展,特别是结合新能源如太阳能等来发展太阳能电池储能模块,打造能源材料与储能器件研发与产业基地,进一步加大研究与应用力度,扩大聚合物锂离子电池投产,以满足不同用户和不同领域的应用需求,尽快实现产业化。
        近来,以电池隔膜材料的突破带动聚合物锂离子电池的产业化,围绕并重点解决关键材料、关键技术、关键人才和关键环节等核心问题,形成了具有自主知识产权和核心技术竞争力的电池隔膜材料和聚合物锂离子电池技术与制造工艺,极大地推进了产业化的进程。我国锂离子电池产销量仅次于日本,列全球第二位,但是在中国、美国、日本和韩国这些全球锂离子电池产销大国中,我国是唯一没有掌握聚合物锂离子电池核心关键技术的国家,隔膜材料和电池制造工艺一直被国外技术和市场垄断,成为制约我国锂离子电池及相关材料产业可持续协调发展的隐患。
       2004年以来,成都有机化学公司在国家“十五·863”计划成果基础上,通过院技术创新规模产业化专项行动项目的支持,进一步完善和验证国内外首创并具有自主知识产权的聚合物锂离子电池新型隔膜材料及其关键技术,形成了600万平方米/年规模的隔膜材料生产能力,填补国内空白,实现了聚合物锂离子电池相关材料全部国产化。此外,成都有机化学公司以该隔膜材料为基础开发了不同于美国Belcore专利的聚合物锂离子电池制造技术。该技术可与液体锂离子电池制造工艺和设备相衔接,大幅度降低了聚合物锂离子电池的生产成本,克服了美国Belcore技术工艺复杂、成品率低、制造成本高和电池稳定性差等缺陷,解决了锂离子电池自燃、爆炸等应用安全性问题,形成了公司具有核心技术竞争力的独有技术与工艺,已申请中国发明专利10项,授权2项,在国内锂离子电池行业竞争中占据了有利地位。
        在项目产业化的推进过程中,该公司抓住人才和市场这两个关键环节。在人才方面,一是从国内知名电池企业引进管理和市场营销人才,二是加强技术和生产骨干的培养,现已形成中高级研发与管理人员10人、技术工人62人的团结协作富有创新意识的人才团队。市场方面,公司抓住国内煤矿现有矿灯电池安全性不足亟需更新换代的机遇,成功地切入矿灯电池市场,并正在逐步开发电动自行车动力电池市场和海外电动工具电池市场。未来几年,成都有机化学公司计划在电动汽车、可再生能源储能系统、航空航天和军事领域等拓展市场空间。
        目前,成都有机化学公司研制的聚合物锂离子动力电池已通过国家“863”电动车电池检测基地的安全检测,矿灯用聚合物锂离子电池通过了国家轻工业电池质量监督检测中心的电池性能和安全性检测。公司位于成都双流蛟龙工业港的100万只/年规模聚合物锂离子电池生产线也将于近日建成投产,成为国内第一家采用自主开发的隔膜材料和具有自主知识产权的聚合物锂离子电池制造技术,实现聚合物锂离子电池产的企业。该项目的产业化也将成为公司做强做大的助推器和规模化产业新的增长点。
        973计划项目“绿色二次电池新体系相关基础研究”在电池的高功率、高能量、安全性、回收再生及新材料设计等方面取得显著进展:在高功率镍氢电池方面,在电池与相关材料设计、电极制备与表面修饰新技术、电池组装等方面所取得的研究成果,从理论上指导了高功率镍氢动力电池的制备,目前D型8A·h电池的功率密度达到1006w/kg,能量密度达到55w·h/kg,超过目前国际上同类D型电池的水平。在电池新体系电极材料方面,制备出非整比Sn基非晶纳米合金负极,其可逆嵌锂容量和首次库仑效率明显提高;发现了聚三苯胺的高比功率特征及稳定的高倍率循环性能。在电池安全性方面,提出了采用电压敏感隔膜进行可逆过充保护的原理和技术。该技术可望成为防止锂离子电池出现过充事故、提高其安全性的新方法。在电池回收再生方面,提出生物淋滤液膜萃取回收废旧电池中贵重金属的资源化处理思路,锂离子电池中钴和锂的浸出浓度均为50%以上,为后续的液膜萃取回收奠定了技术基础。在电池材料设计方面,优化设计并探索出正极材料的表面包覆物质与电解质相互作用的自发生成路易斯酸化机制,从而将纳米粉体直接添加到电极材料中形成改性电极,显著提高了正极材料的实际比容量、循环稳定性、倍率性能和热安全性,实现了材料设计对电极制备工艺创新改进的指导理念。项目研究成果荣获2006年国家科技进步二等奖。
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