[01295638]大功率二次电池用碳纳米复合电极及配套技术的研究与应用

本成果属新型能源材料领域，具有重要研究意义和应用前景。本成果得到了国家自然科学基金，粤港关键领域重点突破项目，广东省教育部产学研结合项目，广东省科技计划，广州市科技计划等项目的支持，成果拥有自主知识产权共18项，获授权国家发明专利3项，实用新型专利6项和外观设计专利1项；申请国家发明专利7项和实用新型专利1项。目前在国内外重要刊物上发表论文24篇，其中有16篇被SCI，EI收录。成果在高性能二次电池(镍氢和锂离子电池)领域实施应用效果突出，2005～2007年累计创利润2602万元，税收583万元，出口创汇2050万美元。本成果的主要内容有：　　(1)利用碳纳米管具有导电性高，化学稳定性好、比表面积大，强度高等突出优势，用做电极材料的添加剂，制造二次电池复合电极。完成了与此相关的一系列重要的应用基础研究课题。碳纳米管的加入起到了吸收应力和稳定电极尺寸功效，有效地提高了动力型二次电池的稳定性、比容量和循环寿命。　　(2)研究发现碳纳米管本身具有理想的可逆电化学储氢、储锂功能，且具备大电流放电性能。采用本项目技术之后可以使工具电池SC3000mAh的大电流放电能力得到提高，负极活性物质中加入0.8%碳纳米管；电池2C放电循环600次后容量仍然保持97%以上，10C放电循环120次容量仍然有89%。　　(3)发明了一种镍氢高功率电池的制造方法和一种动力电池组热管理方法。使用本技术和方法所制造的镍氢2Ah容量电池可用30A大电流放电，并且放电中值电压与国内同类电池(中值电压1.05V)相比有明显优势，高达1.17V。　　(4)利用前期应用基础研究结果，指导电池成分和结构设计、通过选用不同的正、负极材料、不同的正极配方、不同的电解液配方进行对比实验，选出最合适的高容量电池材料及工艺；成功完成了高容量镍氢电池AA2400mAh的研制，并已实现了大规模产业化生产。开发了高容量、价格低廉的镍氢电池产品，取得了可观经济效益。　　(5)开发出了碳纳米材料改性/石墨复合锂离子电池负极材料的关键技术，并用于锂离子电池批量生产，将金属钴在锂离子电池中的用量降低了30%，缓解了由于金属钴资源的紧缺而造成的材料供应不足问题，同时降低了电池整体成本20%，各项指标均符合国家标准。