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开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口来源：安徽开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口库;
地区：安徽
开云优惠体育网页版入口名称：高性能高镍三元正极材料研发及产业化
开云优惠体育网页版入口完成单位：合肥国轩高科动力能源有限公司;
开云优惠体育网页版入口完成人：李道聪;杨茂萍;高玉仙;丁楚雄;
开云优惠体育网页版入口类型：应用技术
技术领域：石墨及其他非金属矿物制品制造
开云优惠体育网页版入口简介： 1.课题来源、背景： 项目于2018年11月由安徽省开云优惠体育网页版入口厅批准立项为安徽省开云优惠体育网页版入口重大专项项目，项目计划编号：18030901080，项目承担单位：合肥国轩高科能力能源有公司。 2.技术原理及性能指标： 项目主要通过前驱体晶面控制制备高性能的高镍三元材料，同时采用梯度金属离子掺杂技术与表面清洗选择性包覆技术，使得高镍三元材料在比容量大幅提升的同时解决结构稳定性差和表面残碱高等一系列锂电池应用难题，最终实现可逆容量210mAh/kg高镍三元材料的批量生产并广泛应用于高比能的三元电池中。取得主关键技术突破如下： (1)开发了不需要水洗的高镍多晶材料生产工艺路线，该路线结合前驱体优化和掺杂优化，仅通过两次包覆即可实现高性能材料的制备。两次包覆采用不同的包覆剂和烧结温度，第一次包覆采用纳米氧化物包覆剂，经过高温烧结同时实现了表面掺杂和包覆，极大的稳定了材料结构，第二次包覆采用纳米氢氧化物，经过低温烧结实现降低表面残碱的作用。相比于水洗工艺，该工艺简单，成本低，改性材料的循环性能更好。 (2)开发了单晶型高镍三元材料，该材料表面残碱较低，具有更高的压实密度，并且可以在高电压下使用，容量和循环性能与多晶材料相当。在热稳定性方面，单晶材料更有优势。在设备要求方面，除粉碎设备与多晶材料生产设备不同，其它设备与多晶材料生产设备完全可以通用，国轩已经在产线增加了相关的粉碎设备，具备量产单晶材料的能力。 (3)开发了大小颗粒掺混的工艺，掺混后的材料相比于单纯的多晶大颗粒材料具有更高的压实密度，此外，在常温循环以及循环内阻增长方面均较大颗粒多晶材料优异，未来应用前景广阔。如果将小颗粒材料更换为单晶材料，性能将可以进一步提升，这也是未来材料的发展方向。 3.技术的创造性与先进性：全球新能源汽车市场稳步发展，销量保持上涨，中国已成为全球锂电池发展最活跃的国家，300-350Wh/kg的动力电池开发作为新能源汽车战略规划的重中之重，开发高比容量的三元材料是提高三元电池能量密度的最有效和最直接途径。该项目主要通过前驱体晶面控制制备高性能的高镍三元材料，同时采用梯度金属离子掺杂技术与表面清洗选择性包覆技术，使得高镍三元材料在比容量大幅提升的同时解决结构稳定性差和表面残碱高等一系列锂电池应用难题，最终实现可逆容量210mAh/kg高镍三元材料的批量生产并广泛应用于高比能的三元电池中，有效填补省内在高镍三元材料上的空白，项目申请发明专利28项(其中已获得授权6项)，发表研究论文2篇，开发新产品1项，制定企业标准1项，产品满足高比能量动力电池(能量密度≥300Wh/kg)要求，保障该省在新能源汽车产业的领跑地位。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：项目通过控制三元前驱体定向生长，采用表面清洗及选择性包覆技术和梯度金属离子掺杂技术，降低了材料颗粒内部应力和表面残碱，稳定了高镍三元材料结构，提升了高镍三元材料的循环性能，并确定了材料生产工艺标准，建成年产3000吨高镍正极材料产线1条，实现了高容量(可逆容量＞210mAh/g)、高首次库伦效率(＞90%)高镍三元材料的产业化，实现了高镍三元材料的批量生产并广泛应用于高比能的三元电池中，有效填补省内在高镍三元材料上的空白，产品满足高比能量动力电池(能量密度≥300Wh/kg)要求，安全可靠，市场反应良好，应用前景广阔， ⑤应用情况及存在的问题：该项目开云优惠体育网页版入口已由合肥国轩高科全资子公司合肥国轩电池材料有限公司实施转化，已投资建设年产3000吨高镍正极材料产线1条，已在国轩高科三元电池产品中形成推广应用，应用产品2020年度形成销售收入19453.8万元，增值税销项税金2529.01万元。2020年中国锂电三元正极材料同比增长23%，从三元正极材料产品型号结构来看，2020年三元材料市场仍以5系及以下型号为主，但5系及以下材料占比同比下降9个百分点，而高镍8系材料占比同比提升9个百分点到达了22%，这说明高镍三元材料正逐渐被市场所接受。
开云优惠体育网页版入口登记/完成年份：2021年
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