项目简介
在国际上首次发现Cu2+/Cu3+氧化还原电对的电化学活性，设计并制备出低成本、环境友好的Na-Cu-Fe-Mn-M-O系列层状氧化物正极材料，并获中国、日本、美国、欧盟专利授权。创新性地采用成本极其低廉的煤为前驱体，碳化得到性能优异的负极材料。通过本项目，期望进一步优化关键材料及电化学体系，开发出能量密度120Wh/kg、循环性能3000次以上、适于规模储能的钠离子电池，并进行1MWh储能示范。团队拥有工程院院士1名、杰青2名等共计20名，公司研发人员42人。 未来阶段性发展介绍如下： 1）开展低成本、长寿命正极材料体系及规模制备技术研究 采用高通量计算，通过调控过渡金属元素种类、化学计量比、晶体结构等参数，设计低成本、环境友好的可用正极材料体系。对放大制备过程中的一系列变量因素进行追踪控制，实现正极材料的量产。 2）开展低成本、长寿命负极材料体系及规模制备技术研究 从前驱体选取、筛选除杂、破碎、碳化热解、表面修饰、粒度控制的整套放大技术对碳负极材料进行优化研究，同时研究影响批次稳定性的工艺因素，解决材料放大过程中出现的工程技术问题，实现材料质量稳定控制。 3）开展低成本、高稳定性电解质体系研究 选择成本低、对盐的解离能力强的碳酸酯类溶剂为电解质的主体溶剂，研究溶剂与钠盐组成对电解质电导率、电化学窗口的影响关系。 4）开展高稳定性电极/电解质界面SEI膜的控制技术研究 调控电极材料与电解液之间的界面反应，在纳米尺度上实现电极与电解质界面组成、结构、性质的控制与修饰，减少界面电阻。 5）突破长寿命钠离子储能电池关键技术，研制1 MWh钠离子储能电池系统 研究电极材料涂布，正负极容量匹配、电解液注液量，化成技术等工艺，研制电芯、模块的封装、集成，实现1 MWh钠离子电池器件的组装。
应用领域
该项目应用于储能领域，可以调节能量供求在时间空间强度和形态上的不匹配性，提高可风能、太阳能等清洁能源的利用率，保证安全可靠优质供电。1MWh储能容量具体可用于工业区用电大户或商业写字楼用电，以实现用户电费分时计价管理、需量电费管理、动态增容、用电应急管理，进而降低用户用电成本、提高用户用电品质和效率。
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