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新材料技术

需求背景

负极材料是制约锂离子电池性能的重要因素，目前商业使用的负极为石墨，其理论比容量只有 372 mAh/g，严重限制了锂离子电池的发展。为了提高锂离子电池的性能，开发高比容量的电极材料迫在眉睫。过渡金属氧化物被认为是一种极具前景的负极材料，其中锰氧化物（MnOx）具有高比容量、成本低廉、储量丰富登优点，然而，其极低的电子导电率和充放电过程造成的体积膨胀严重影响着电化学性能的发挥。

需解决的主要技术难题

研究低成本、高安全、高比能、高功率、宽环境适应性的锰基锂离子电池的关键技术，具体包括：低成本、高稳定的锰基氧化物或磷酸盐类正极材料的结构设计及规模化制备技术；长寿命锰基储能锂离子电池电芯开发；高效率、低成本、长寿命、宽环境适应性的锰基储能锂离子电池模组和系统集成技术；锰基储能锂离子电池的安全性、环境适应性、失效机制以及寿命预测等问题研究。

期望实现的主要技术目标

发展出适用于中短时长应用场景的新一代低成本锰基储能锂离子电池：高能量、长寿命锰基离子电池，能量密度不小于 200Wh/kg，具备室温 1C 充放电能力，循环寿命大于 12000 次；45 o C 循环寿命大于 4000 次；实现 MWh级以上储能电池系统的示范应用，储能系统的安全性符合国家标准，综合能量效率≥90%，-40 o C 储能系统能量保持率≥70%，循环寿命不小于 10000 次（1 倍额定充电功率/1 倍额定放电功率）；日历寿命≥20 年，等效度电成本≤0.1 元/千瓦时。

需求解析

解析单位：甘肃省兰州新区 解析时间：2022-12-05

张志成

兰白试验区联合创新研究院

技术部部长

综合评价

此项技术需求描述清晰，属于行业共性问题，锰氧化物（MnOx）具有高比容量、成本低廉、储量丰富登优点，是一种极具前景的负极材料。

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