科创中国

【技术简介】随着石油等传统燃料日渐枯竭，发展更为环保的清洁能源产业已经成为各国的优先选择。作为新能源汽车产业的支撑性产品，各国争先研发锂离子动力电池及相关技术，大力推进锂离子动力电池的产业化进程。当前国产锂离子动力电池难以同时满足电动汽车对电池高能量密度、高功率密度的需求，成为电动汽车产业发展瓶颈。就电极材料容量来看，负极材料容量通常可达500-3000mAh/g，而现有锂离子电池容量通常低于 200mAh/g，因此锂离子电池的发展瓶颈在于正极材料的发展。在实际应用上，电池的能量密度及功率密度是衡量电动汽车电池的重要参数。钒系电极材料理论容量为 372mAh/g，电池单体能量密度可达 300Wh/kg 以上，是下一代锂离子电池正极材料最有潜力的选择之一。同时，我国钒矿储量世界第一，钒系纳米线动力电池的发展对我国新能源产业具有战略意义。本项目拟从我国发展动力电池前沿核心技术的重大需求出发，选择具有良好基础并可能引发新技术革命的钒系电极材料为突破点，开发高性能钒系锂离子动力电池，形成一系列自主知识产权。

【技术指标】

高性能钒系动力电池及其生产线

（１）电池单体能量密度：300Wh/kg 以上

（２）电池单体功率密度：3.0～5.0kW/kg

（３）电池单体循环寿命：2000～3000 次高性能钒系动力环境适应能力

（１）工作温度：-30～60℃

（２）工作湿度：最大相对湿度 90%

（３）外力攻击（冲击、针刺等）：不冒烟、不起火、不爆炸

【技术特点】现在广泛应用于市场中以及有潜在市场应用价值的动力汽车电极材料有 LiMn2O4 、LiNixCoyMnzO2 以及 LiFePO4 。上述电极材料理论容量均在200mAh/g 以下， 以 LiFePO4 为例， 其理论容量为 170mAh/g， 能量密度仅为

120-160Wh/kg，难以满足长距离出行及爬坡运行的需求，与“十二五”专项规划

2020 年的能量密度指标250Wh/kg 差距较大。钒系化合物理论容量约为372mAh/g， 其能量密度可达 250Wh/kg，能够满足国家的重大需求，但该材料存在循环稳定性较差的问题。

【技术水平】国际领先

【可应用领域和范围】交通、电力

【专利状态】已取得专利 14 项

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【合作方式】合作开发

【投入需求】1 亿元

【转化周期】1～2 年

【预期效益】钒系电极材料理论容量为 372mAh/g，电池单体能量密度可达300Wh/kg 以上，是下一代锂离子电池正极材料最有潜力的选择之一。同时，我国钒矿储量世界第一，钒系纳米线动力电池的发展对我国新能源产业具有战略意义。本项目拟从我国发展动力电池前沿核心技术的重大需求出发，选择具有良好基础并可能引发新技术革命的钒系电极材料为突破点，开发高性能钒系锂离子动力电池， 形成一系列自主知识产权。该项目属于国家中长期科技发展纲要

（2006-2020）确定的“重点领域及优先主题”中的“低耗能源与新能源汽车” 部分。发展电动汽车用锂离子动力电池产业，能促进汽车产业转型，减少对石油的依赖程度，进而促进能源结构调整，实现中国由汽车制造大国转为汽车强国的目标，该项目的实施能够有效服务于国家的战略需求。