关于高安全长寿命的全固态锂电池详细介绍

   本项目通过独特的界面处理、包覆等技术，突破了锂金属聚合物固态电池的低温可循环性、稳定性、倍率性能等技术瓶颈，形成了具有自主知识产权的专利技术。在保证全固态锂电池高能量密度的前提下，大幅度提高了其循环寿命、安全性和倍率性能。通过采用富镍三元高电压正极材料，固态电池各方面综合性能优于磷酸铁锂、锰酸锂以及钴酸锂等锂离子电池，其能量密度比磷酸铁锂电池提高30%以上，能够全面满足对锂离子电池、特别是动力锂离子电池的技术要求，具有非常大的应用潜力。而且，项目针对全固态电池与传统锂离子电池生产技术的差异，开发系列适用于全固态电池生产的机械设备，大幅提升了固态电池的生产效率。因此，所开发的锂金属聚合物固态电池将具有很强的市场竞争力。

      本项目建设符合国家产业政策和行业、地方发展规划，项目建设条件良好，工艺技术先进、可靠，市场前景和应用领域非常乐观。所开发的锂金属聚合物固态电池可用于新能源汽车动力锂离子电池，是新能源汽车产业链中技术最核心、利润最丰厚的一环，其市场容量将是几千亿元的规模。同时，还可广泛应用于消费类电子产品、电动工具、电动自行车等小型锂离子电池，也将具有上千亿的市场容量。因此，本项目实施将会创造显著的经济效益。而且，项目建成后，可有力推动我国锂离子电池产业的发展，促进行业进步，对发展本地经济，促进就业，实现经济社会可持续发展具有十分重要的意义，社会效益显著。 

1、创新性（40%）

      （1）高安全：锂金属聚合物固态电池无任何液体成分，电极和固态电解质材料具有良好的热稳定性（固态电解质热分解温度＞300 ℃，锂负极熔融温度＞180 ℃）和高本征安全性，可以在高温下使用且不存在商业化锂离子电池漏液、着火、爆炸的安全风险。 （2）高比能：锂金属聚合物固态电池采用薄层金属锂代替传统锂电石墨负极，可以提升电池体积比能量30%以上，质量比能量也有较大幅度提高。结合高压正极材料，固态电池质量能量密度可以超过350 Wh，相比传统锂离子电池提升25%以上。 （3）长寿命：锂金属聚合物固态电池不存在电解液的不可逆消耗、干涸问题，可以保证固态电池各组分的组成和结构稳定，通过固态电解质材料优化、固态电池结构设计和微观电极电解质界面修饰，可以显著增强固态电池宏微观界面结构稳定性和循环可逆性，循环寿命＞2000次。 （4）低成本：锂金属聚合物固态电池无隔膜，采用薄层金属锂代替石墨负极，相比传统液体锂离子电池，在提高电化学性能的同时大幅减少了电池中非活性成分用量，单体内部串联简化电池封装工艺，降低了电池材料成本。

2、成熟度（40%）

      本项目技术来源于哈工大，为哈工大独创，有强大的技术后盾，是哈工大电化学学科的重点项目。哈工大电化学学科是国内较早建立的几个同类学科之一，多年来从事化学电源相关研究，积累了丰富的经验，为我国化学电源事业发展做出了重要贡献，在业内享有盛誉。哈工大自2003年以来，一直从事锂离子电池关键材料的研究工作，先后获得国家“节能与新能源汽车重大项目”和“黑龙江省装备制造平台产学研重大项目”等资助，利用哈工大多年的技术积累，已经攻克固态电解质复合材料合成、全固态电池界面优化、固态电极微观结构调控、固态电池一体化集成制备等关键技术问题，已申请国家发明专利，形成自主知识产权专利技术。项目产品经过企业试用，其性能大幅度领先于目前的传统锂离子电池，具有非常高的产业化和商业化潜力。本项目已经顺利完成实验室小试和中试，已经进入产业化开发阶段。因此，我们的锂金属聚合物固态电池项目具有较高的技术成熟度。

3、实用性（10%）

      本项目所研发的锂金属聚合物固态电池具有高比能量、良好的倍率性能以及长循环稳定性等优势。随着中国经济的持续快速发展，对高性能锂离子电池的需求量迅速增加，由于锂金属聚合物固态电池电池在诸多方面具备的优势，可以满足多种用途应用，包括：（1）应用于便携式终端设备，满足智能手机、掌上电脑、笔记本电脑、数码相机等消费类电子产品要求，该市场以每年15%-25%左右的速度增加；(2) 应用于电动工具、电动自行车，基于锂离子电池质量轻、能量大、电压高、循环稳定性好等优点以及成本不断下降的事实，该市场会以每年超过60%的速度大幅度增长；(3) 应用于电动汽车，随着国家政策的推进，电动汽车进入快速成长期，相应锂离子电池需求量将由2009年的0.25GWh爆发式增长至2015年的35.73GWh，国内的产业规模为120亿美元以上；(4) 应用于光伏、风电等储能领域，该市场年均增长率将高达200%以上，是增速最快的锂离子电池细分市场；(5) 还可应用于卫星、潜艇等对电池比能量、寿命和安全性要求较高的航天和军事领域。

4、环保性（10%）

      固态电池生产工艺简单、成本低、制备条件易于控制、易实现工业化生产，原材料利用率高，电池结构中无任何液体成分添加，生产过程不产生废气，制备过程中使用的溶剂易于回收再利用，电池不存在传统锂离子电池的漏液、着火、爆炸等安全风险，节能环保。 所谓的“三元锂电池”简单来讲就是电池正极材料由三种金属元素与锂共同构成的锂电池种类，如目前大量应用的镍钴锰酸锂电池。