《无人机用高能量高倍率锂电池钴酸锂正极材料的开发及产业化应用》

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无人机、航模等高功率设备要求锂电池既具有高输出功率,满足高速飞行和爬升;又具有高能量密度,满足更长的续航时间。然而,能量密度与功率密度是锂电池体系的一对矛盾体,高能量密度电池正极材料负载多,导电剂用的少;而高功率电池则导电剂含量高,正极材料负载量较小。因此,开发同时兼具能量密度和功率密度的正极材料满足高功率锂电池的能量密度和大电流输出特性是行业内亟待解决的难题。

该项目产品是国内首款针对无人机、航模、启停电源等高功率锂电池市场用高能量、高倍率钴酸锂材料,综合性能优于国际同类产品,成为行业内的标杆产品,在产品和技术方面形成了系列重要创新:

(1)率先开发出国内首款无人机用高能量、高倍率钴酸锂正极材料,在满足无人机等高功率电池对高输出功率要求的前提下,质量能量密度提升20%以上,体积能量密度提升25%以上。25C大电流放电特性远优于国内同类竞争产品,最高实现60C大电流放电;循环寿命2000次容量保持率>83%,远超国内外同类产品水平(1000次容量保持率>80%),已成为大疆、高巨创新等消费类无人机厂商及先进军用无人机的首选供应锂电正极材料。

(2)构建单晶型高倍率钴酸锂材料,提升材料压实密度。采用多元素、多价态协同共掺杂及锂活性化合物修饰改性技术,提升单晶型材料的锂离子扩散系数,且高温存储特性更优良。

(3)设计了新型的Core-Shell结构,实现了倍率型材料的高电压应用。采用壳层多元素协同修饰改性,核层、壳层紧密融合,抑制副反应,避免循环过程中壳层脱落,提升循环寿命。

项目加强了知识产权保护,申请11项专利,已授权2项发明专利、2项实用新型专利;已发布1项国家标准和1项行业标准。

产品应用领域包括:(1)无人机市场,(2)航模、航拍,(3)储能,(4)车用启停电源等。产品已大批量供应韩国KOKAM、日本Toshiba、天津力神、亿纬锂能、比克、维科、惠州赛能、西安瑟福等电池企业,国内市场占有率高达60%,至今销售额累计超过12亿元,经济效益显著。该项目产品实现了高能量、高功率锂电池的升级换代,拓展了应用领域,引领国内锂电材料制造向无人机等高技术产业发展。

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