[00884457]圆柱形单体400Ah磷酸铁锂/钛酸锂锂离子电池的制备

①课题来源与背景：国内外已见报道研究的圆柱形LiFePO<,4>/C锂离子电池最大容量是100Ah，而且还处于研发阶段，未见有产业化报道。因为一般来讲容量超过100Ah后电池的安全隐患很大。针对这种情况，2008年10月，天津大学和北京天路能源有限公司合作决定开展超大容量圆柱形LiFePO<,4>/Li4Ti5O12锂离子电池的研制工作，这在国内外均没有相关的资料可循。由于课题组前期已有圆柱形单体90Ah，200AhLiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的研制基础，有丰富的生产、实践经验，经过几个月的努力，终于成功地研制出圆柱形单体400AhLiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池，这在国内外是首创。②技术原理及性能指标：该成果采用了独特相匹配的正、负极浆料工艺配方和先进的制备技术，首次采用热稳定性好的磷酸铁锂为正极材料，以“零应变”材料钛酸锂为负极材料，配以合适的电解液，显著提高了电池的热稳定性，安全性和循环寿命(8000次以上)。电池外壳：不锈钢直径：134mm长度：450mm重量：12kg额定容量：400Ah额定工作电压：1.8V内阻：小于0.8mΩ。③技术的创造性与先进性A.采用了独特相匹配的正、负极浆料工艺配方和先进的制备技术。首次采用热稳定性好的磷酸铁锂为正极材料，以“零应变”材料钛酸锂为负极材料，配以合适的电解液，显著提高了电池的热稳定性，安全性和循环寿命。B.设计了新颖的圆柱形外型，实用性强，耐压、抗冲击、耐振动性强，成本低，单体电池容量大(400Ah)，电池内部结构合理，大大提高了电池的散热性，热稳定性和安全性。C.改进了与之相适应的电池装配工装模具、批量化生产设备和化成分容工艺规范，生产效率大幅提高，成品率高达95%以上。④技术的成熟程度，适用范围和安全性该技术成熟程度高；适用范围涉及民用和军用领域；安全性好。⑤应用情况及存在的问题这种圆柱形单体400AhLiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的生产技术已经成熟，并在北京天路能源有限公司已经进行了小批量的生产，产品合格率达95%以上。该公司计划在二期发展规划中投资5亿元进行批量化生产。课题组制备的这款圆柱形单体400AhLiFePO<,4>/Li4Ti5O12锂离子电池的重量比能量为60Wh/kg，是铅酸蓄电池重量比能量(30Wh/kg左右)的两倍，能量密度优势十分明显。但相比市场上常规的LiFePO<,4>/C锂离子电池(重量比能量为100Wh/kg左右)，课题组制备的这种锂离子电池还存在着一定的差距。经过最近半个月的努力，课题组已将其重量比能量提高到70-80Wh/kg；而课题组下一步研究工作的目标是将电池的重量比能量做到90-100Wh/kg，从而使得该款锂离子电池的应用更加具有竞争性。⑥历年获奖情况，已获相关国家发明专利7项，正在申报1项国家发明专利和数项实用新型专利。