近日,湖南大学重庆研究院长寿命高耐候储能电池研创中心、重庆两江嘉华能源有限公司首席科学家朱建教授主持的“相工程与超孔化策略构筑固态/液态锂电池先进电极材料及规模化应用”项目荣获瑞士国际发明与创新大赛银奖。这一荣誉标志着该团队在电化学储能领域的技术成果获得国际权威认可,也是湖南大学重庆研究院深化产学研协同创新的重要突破。
瑞士国际发明与创新大赛(即日内瓦国际发明展)由瑞士联邦政府、日内瓦州政府、日内瓦市政府以及世界知识产权组织等支持举办,是国际重要发明创新赛事之一,主要面向全球展示创新发明成果并组织专业评审进行奖项评定。
据项目团队介绍,此次获奖技术主要涵盖两项核心创新,重新定义了电池材料边界:
其一是相工程技术,主要针对正极材料离子扩散慢、倍率性能差等痛点,首创界面梯度重构技术,将离子迁移能垒降低一个数量级。制备的高电压型LiNi0.6Mn0.4O2正极材料,可逆容量达190.3 mAh/g,3C倍率下容量保持率达1C的93.8%,1000次循环后仍保持98.2%。并结合理论计算和原位表征首次阐明其0-TM和1-TM混合离子传输机制。首次实现高电压型LiNi0.6Mn0.4O2二元正极的规模化生产,并装配高性能锂离子电池系统,实现工业电芯制造的降本增效(相比传统商用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元正极,材料成本降低10.8%,电芯能量密度提升14.2%)。
其二是超孔化策略,聚焦纳米电极材料体积效应、本征离子传输路径和锚定位点匮乏导致性能衰减的问题,发展超孔碳基体(微孔/缺陷碳、介孔与大孔,孔体积0.8-6.0 cm3 g-1),实现硅/红磷的原子级限域负载,利用原位表征首次解析其双模板同步热解协同造孔机制。并构筑超高容量(2429.1 mAh g-1)、高首效(>94.3%)、低水含量(
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