新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书

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锂离子电池项目计划书的撰写

锂离子电池项目计划书的撰写

锂离子电池项目计划书的撰写项目名称:锂离子电池项目项目计划书一、项目概述锂离子电池是一种新型的可充电电池,在移动通讯、电动车辆和能源储存等领域有着广泛的应用前景。

本项目旨在建立一条专门生产高性能锂离子电池的生产线,以满足市场对电池产品的需求。

二、项目目标1.建立一条年产量为XXX万只的高性能锂离子电池生产线。

2.提供稳定可靠的高品质锂离子电池产品,满足市场需求。

3.实现优质高效的生产流程,提高生产效率和降低成本。

4.建立完善的质量控制系统,确保产品合格率达到98%以上。

三、项目内容1.建设厂房:选址XXX,建设一座面积XXX平方米的现代化厂房,满足生产线所需。

2.采购设备:采购全套锂离子电池生产线设备,包括搅拌机、成型机、注液机、焊接机等。

3.招聘员工:组建一支技术过硬、经验丰富的研发团队和生产团队。

4.生产流程优化:结合国内外行业先进经验,制定高效的生产流程,并进行不断改进和优化。

5.质量控制系统:建立完善的质量控制系统,包括原材料采购检验、生产过程控制、成品检验等环节,确保产品质量稳定可靠。

6.市场推广:进行针对市场的市场调研和研究,制定市场推广策略,提高产品知名度和市场占有率。

四、项目计划1.前期准备阶段(2022年1月-2022年3月)a.选址评估和厂房建设规划。

b.设备采购和供应商洽谈。

c.研发团队组建和市场调研。

2.中期实施阶段(2022年4月-2023年6月)a.完成厂房建设和设备安装调试。

b.进行员工培训和生产流程优化。

c.开始试生产和产品质量控制。

d.市场推广和品牌建设。

3.后期维护阶段(2023年7月-2024年12月)a.实现正式的批量生产。

b.不断改进生产技术和提升产品质量。

c.加强市场宣传和销售渠道拓展。

d.维护客户关系和提供售后服务。

五、项目预算1.厂房建设与设备采购:XXX万元。

2.团队建设与员工培训:XXX万元。

3.生产流程优化与质量控制系统建设:XXX万元。

4.市场推广与宣传:XXX万元。

新能源锂电池生产项目创业计划书写作模板 (一)

新能源锂电池生产项目创业计划书写作模板 (一)

新能源锂电池生产项目创业计划书写作模板(一)新能源锂电池作为一种绿色环保、高效节能的动力源,受到了广泛的关注和热捧。

随着全球对于环保的日益重视和新能源动力需求的增大,新能源锂电池的市场潜力不断扩大,为创业者提供了机会。

一、项目概述本项目的主要目标是通过建立一家新能源锂电池生产企业,生产出具有高能量密度、高电压平台和高循环寿命等特点的锂电池产品,为广大消费者提供优质、环保的动力电池解决方案。

二、市场前景分析1.市场需求:随着新能源汽车、新能源物流车、电动自行车等产业的快速发展,对于高性能锂电池的需求不断增加。

中国是全球最大的电动车市场,市场需求量巨大。

同时,全球对于环保的重视程度不断提高,消费者对于绿色、环保的产品需求越来越高,这也为新能源锂电池的市场发展提供了广阔的空间。

2.市场规模:根据市场研究机构的统计数据显示,全球锂电池市场规模已经超过500亿美元,预计到2027年有望达到2000亿美元,市场前景非常广阔。

三、竞争分析目前锂电池市场竞争激烈,主要的厂商有宁德时代、比亚迪、三星SDI、LG化学等,这些企业在技术研发、生产流程、成本控制、市场占有率等方面具有一定的优势。

但是,由于新能源锂电池市场还处于发展初期,对于新企业进入市场还存在机会。

本公司将通过技术创新、建立完善的渠道体系和优秀的管理团队,打造具有竞争力的品牌。

四、生产方案1.产能规划:本公司将首先建设一条月产能500万只30Ah/3.7V的锂电池生产线,首年产能将达到6000万只。

在市场稳定后,再逐步扩大产能。

2.技术路线:本公司将采用国际一流的生产工艺和设备,引进国内外先进的生产设备和技术,生产优质、高性能的锂电池产品。

采用有机化学电池、硅锂电池等技术路线,提高电池组的能量密度和循环寿命。

五、财务分析1.投资估算:本项目拟总投资5000万元,其中,固定资产投资4000万元,流动资金1000万元。

2.市场前景分析:预计锂电池行业的销售收入将迅速增长,从2021年的300亿元增至2026年的800亿元。

锂电池项目建议计划书1

锂电池项目建议计划书1

锂电池项目建议计划书1锂电池项目建议计划书1一、项目背景与概述随着新能源汽车的普及和电子设备市场的快速发展,锂电池作为重要的电源设备逐渐成为市场的主流。

然而,目前市场上的锂电池产品仍然存在容量小、寿命短、充电时间长等问题。

因此,我们计划开展一个锂电池项目,旨在研发一种高能量密度、长寿命、快速充电的锂电池产品,以满足市场的需求。

二、项目目标1.研发一种高能量密度的锂电池产品,以提供更持久的电源供应;2.提升锂电池的寿命,延长其使用寿命;3.缩短锂电池的充电时间,提高充电效率;4.降低锂电池生产成本,提高其竞争力;5.加强锂电池的绿色环保性能,减少对环境的影响。

三、项目内容与方法1.研发新的锂电池材料:通过对现有材料的改进和创新,开发出高能量密度的锂电池正负极材料。

2.优化电池结构设计:针对现有锂电池的结构缺陷,进行优化设计,提升电池的性能表现。

3.提高电池的寿命:通过改善电池的循环性能和抗极化能力,延长电池的使用寿命。

4.加快充电速度:采用新的充电技术,提高电池的充电速度,同时减少充电过程对电池的损伤。

5.降低生产成本:优化生产流程,提高生产效率,降低原材料和人力成本。

6.提高绿色环保性能:减少电池中有害物质的使用,增加回收利用率,降低对环境的影响。

四、项目预期成果1.研发出高能量密度、长寿命、快速充电的锂电池产品。

2.提供稳定、高效、环保的电源供应设备,满足市场需求。

3.促进锂电池技术的发展与进步,推动新能源产业的发展。

五、项目实施计划1.第一年:开展市场调研,分析市场需求和竞争情况;进行技术研发,筛选出合适的材料和设计方案。

2.第二年:进一步优化电池结构设计,提高电池的性能表现;同时降低生产成本,提高竞争力。

3.第三年:进行电池寿命测试和充电速度测试,确保产品质量;推广产品,开展市场推广活动。

4.第四年:进一步完善产品,并逐步扩大产能;与合作伙伴合作,共同开发新的应用领域。

六、项目风险与对策1.技术风险:通过引进优秀人才和与科研院校、企业建立合作关系,降低技术风险。

高效稳定钙钛矿项目商业计划书写作模板

高效稳定钙钛矿项目商业计划书写作模板

高效稳定钙钛矿项目商业计划书写作模板商业计划书模板:高效稳定钙钛矿项目一、项目介绍1.1项目背景高效稳定钙钛矿是一种新型的太阳能电池材料,其高效率和稳定性使其在可再生能源行业具有巨大潜力。

本项目旨在建立一座专门生产高效稳定钙钛矿的工厂,并将其应用于光伏发电领域。

1.2市场分析随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能电池市场呈现出快速增长的趋势。

高效稳定钙钛矿作为一种新型材料,具备较高的光电转换效率和稳定性,具备广阔的市场需求和潜力。

1.3项目目标本项目的目标是建立一座生产高效稳定钙钛矿的工厂,实现年产量达到XX兆瓦的规模。

二、市场调研2.1目标客户本项目的目标客户主要包括太阳能电池制造商、光伏电站投资商以及其他涉及太阳能光伏发电项目的企业。

2.2竞争对手分析目前市场上存在一些高效稳定钙钛矿的生产商,但其规模较小且技术相对滞后。

本项目的竞争优势主要在于生产规模和技术先进性。

2.3市场机会随着全球对可再生能源需求的不断增长,太阳能电池市场需求迅速增加。

高效稳定钙钛矿作为一种新型材料,具备较高的光电转换效率和稳定性,具备广阔的市场机会。

三、项目运营计划3.1工厂建设本项目计划建设一座位于XX地的高效稳定钙钛矿生产工厂,厂房面积约为XXX平方米。

工厂将采用先进的生产设备和技术,确保产品质量和产能。

3.2供应链管理本项目将建立完善的供应链管理体系,确保原材料的供应和生产的顺利进行。

供应商将被精选,并与之建立长期合作关系,以确保供应稳定性和产品质量。

3.3销售与市场推广通过与太阳能电池制造商、光伏电站投资商以及其他太阳能光伏项目的合作,销售高效稳定钙钛矿。

此外,还将通过参展、广告宣传等方式进行市场推广,提高产品知名度和市场份额。

四、财务规划4.1投资成本本项目的投资成本预计为XX万元,包括建厂、购买设备和原材料、运营费用等方面的支出。

4.2收入预测根据市场需求及产能规模,预计在第一年实现销售收入XXX万元,随着市场的逐步渗透,预计第三年销售收入可达到XXXX万元。

新型锂电池技术项目计划书

新型锂电池技术项目计划书

新型锂电池技术项目计划书1、合同主体11 甲方:____________________________111 甲方地址:____________________________112 甲方联系方式:____________________________12 乙方:____________________________121 乙方地址:____________________________122 乙方联系方式:____________________________2、合同标的21 本合同的标的为新型锂电池技术项目的合作开发与推广。

22 该项目旨在研发一种具有更高能量密度、更长寿命和更安全性能的锂电池技术,并将其推向市场,实现商业化应用。

23 具体包括但不限于技术研发、产品测试、生产工艺优化、市场推广等方面的工作。

3、双方权利义务31 甲方权利义务311 甲方有权了解项目的进展情况,并对关键技术和商业决策提出建议。

312 甲方有义务按照合同约定提供相应的资金支持,确保项目的顺利进行。

313 甲方应配合乙方进行必要的技术交流和协作,提供相关的技术资料和信息。

32 乙方权利义务321 乙方有权自主组织研发团队,制定技术方案和工作计划。

322 乙方有义务按照合同约定的时间节点和质量要求完成项目的各项任务。

323 乙方应定期向甲方汇报项目进展情况,接受甲方的监督和检查。

324 乙方负责保护项目涉及的技术秘密和商业机密,未经甲方书面同意,不得向第三方披露。

4、违约责任41 若甲方未按时提供资金支持,导致项目延误或无法进行,甲方应承担相应的损失,并按照约定支付违约金。

42 若乙方未按照合同约定的时间和质量要求完成项目任务,应采取措施弥补损失,并支付违约金。

43 若一方违反保密义务,泄露项目技术秘密或商业机密,应承担法律责任,并赔偿对方因此遭受的损失。

44 若双方在合同履行过程中出现其他违约行为,应按照合同约定承担相应的责任。

锂电池管理系统项目商业计划书

锂电池管理系统项目商业计划书

锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书项目名称:____________________编制单位:____________________年月日【引言】《锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书》充分地展示了公司的基本情况、产品与技术、行业及市场分析、竞争对手分析、商业模式、运营策略、公司战略、公司管理、融资计划、财务预测与分析、风险分析及控制等内容。

该商业计划书无论是用于寻找战略合作伙伴、寻求风险投资资金或其他任何投资信贷来源均能够做到内容完整、意愿真诚、基于事实、结构清晰、通俗易懂。

该商业计划书准确把握行业市场现状和发展趋势、项目商业模式、项目运营策略、公司战略规划、财务预测等基本内容,深度分析了项目的竞争优势、盈利能力、生存能力、发展潜力等,充分体现项目的投资价值。

【项目简介】锂电池管理系统(BMS)项目,项目提供动力锂电池系统全面管理解决方案,目前已形成新能源汽车动力电池管理系统和传统燃油汽车启停电源管理系统两大系列产品。

拥有绝缘检测技术、继电器控制及诊断技术、均衡技术、SOC算法技术、SOP算法技术、其他算法技术等核心技术,本项目本轮融资1000万元,项目预计于xx年6月开始实施。

【市场行业分析】根据中国汽车工业协会、工信部机动车整车出厂合格证统计数据分析,新能源汽车的产销量从2014年开始便体现出快速增长的势头。

据中国汽车工业协会统计,2014年我国新能源汽车产销量分别为7.85万辆和7.48万辆,分别同比增长3.5倍和3.2倍;xx年6月,我国新能源汽车生产2.50万辆,同比增长3倍。

其中,纯电动乘用车生产1.05万辆,同比增长2倍,插电式混合动力乘用车生产6663辆,同比增长7倍;纯电动商用车生产6218辆,同比增长5倍,插电式混合动力商用车生产1645辆,同比增长148%。

2012年全球电池管理系统(BMS)市场产值成长逾10%,2013年至xx年成长幅度将大幅跃升至25-35%。

2024年钛酸锂电池市场分析报告

2024年钛酸锂电池市场分析报告

2024年钛酸锂电池市场分析报告1. 引言钛酸锂电池是一种新型的锂离子电池,具有高能量密度、长寿命等优点,并且具备较高的安全性能。

本报告旨在对钛酸锂电池市场进行深入分析,包括市场规模、市场趋势、市场竞争格局等方面,以便为相关企业提供参考依据。

2. 市场规模分析根据市场调研数据,钛酸锂电池市场在近几年呈现稳定增长的趋势。

预计到2025年,全球钛酸锂电池市场规模将达到100亿美元。

主要驱动因素包括电动车市场的快速发展、可再生能源的大规模使用以及移动设备的广泛应用等。

在不同地区,亚太地区将成为最大的钛酸锂电池市场,其次是欧洲和北美地区。

3. 市场趋势分析3.1 电动车市场驱动需求增长随着环保意识的提高和政府对汽车尾气排放的控制,电动车市场呈现快速增长的趋势。

钛酸锂电池作为电动车的重要动力源,将得到更广泛的应用。

3.2 新能源市场发展带动需求增长近年来,可再生能源的应用规模不断扩大,风力发电、太阳能等领域的发展对钛酸锂电池需求的增长起到了推动作用。

3.3 移动设备市场需求稳定钛酸锂电池在移动设备领域具有广泛的应用,如智能手机、平板电脑等。

移动设备市场需求保持稳定,为钛酸锂电池市场提供了持续的增长空间。

4. 市场竞争格局分析目前,全球钛酸锂电池市场竞争较为激烈,主要的供应商包括A公司、B公司和C公司等。

这些公司拥有强大的研发能力和生产能力,可以提供高品质的钛酸锂电池产品。

除了这些大型供应商外,还存在不少中小型企业进入市场的情况。

这些企业通常专注于特定的细分领域,力图通过技术创新和成本优势来取得竞争优势。

未来,钛酸锂电池市场竞争将继续加剧。

供应商要通过不断提升产品质量、降低成本,同时关注市场需求的变化,以保持竞争优势。

5. 结论钛酸锂电池市场具有广阔的发展前景,市场规模不断扩大。

电动车市场和可再生能源市场的快速发展将进一步推动钛酸锂电池市场的需求增长。

市场竞争激烈,供应商需要不断提升产品质量和降低成本,以保持竞争优势。

锂电池负极材料钛酸锂的研究进展

锂电池负极材料钛酸锂的研究进展

锂电池负极材料钛酸锂的研究进展摘要:随着社会的快速发展,人们对能源的需求越来越大,而且非可再生资源也将越来越少。

只有不断地开发新的能源,才能满足更高的需求,才能让人们的社会得到更大的发展。

近年来,一种性能更好的新型电池被广泛应用于市场,这就是可充电、长寿命、高能量、清洁、无污染的可充电锂电池。

对于锂离子电池的负极,采用钛酸锂进行充放电时,其结构不会发生变化,也不会与电解液产生化学反应。

在安全、化学等方面,它优于其他的碳阴极材料。

文章对钛酸锂的基本概况进行了较为详尽的阐述,着重对它的制备、优缺点进行了简要的阐述。

关键词:钛酸锂;锂电池;研究;引言:随着现代社会的发展和现代工业的迅速发展,人们对能源的需求越来越大,时间一长,矿产资源将面临耗尽的危险。

在这种情况下,锂电池具有安全性好、电压高、寿命长、容量大等优点,可以有效地解决目前的能源问题,减少环境污染。

锂电池是由正、负、电解质三部分构成的。

所以,锂离子电池的负极材料是最好的,而合金材料则是最好的选择。

然而,无论是金属锂材料,还是合金材料,都无法保证锂电池的安全性。

1.锂离子电池发展概况锂离子电池是一种以锂二次电池为核心的高科技产品。

近30年来,我国的锂离子电池生产工艺已基本达到了一个较高的水平。

在国内的军用领域,锂离子电池已经发展到了三十多年的水平,但是在安全性上,我们还必须通过一些技术手段来解决。

我国是发展中国家,也是世界上最早实现锂离子电池工业发展和应用的国家。

经过近几年的发展,再加上我国的政策引导,地理位置优势,自然资源丰富,我国的锂离子电池发展势头迅猛。

锂离子电池产业结构和生产链不断完善、专业化、性能不断提高,并逐步与发达国家形成了鲜明的对比。

随着消费者对生活和工作的需求日益增长,我国的锂电池产业在今后的几年内将会保持快速的增长。

2.钛酸锂在锂离子电池应用中的一些基本情况锂离子电池具有高安全性、长寿命、便于携带等优点,在电子产品生产中占有举足轻重的位置。

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新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书目录1.项目概况 (3)1.1项目概况 (3)1.2创业机会概述 (3)2. 项目技术与产品实现 (5)2.1项目技术方案 (5)2.2项目产品化 (12)3. 项目产品市场与竞争 (15)3.1市场概述 (15)3.2竞争优势分析 (17)3.3项目实施风险及应对措施 (18)4. 商业模式 (20)4.1项目产品的开发、生产策略 (20)4.2项目产品的营销策略 (20)4.3项目产品获利方式 (20)4.4企业发展计划 (21)5. 财务与经济效益 (23)5.1项目投融资计划 (23)5.2项目经济效益分析 (23)1. 项目概述1.1项目概述本项目专注于新型高性能锂离子电池负极材料钛酸锂的合成和钛酸锂电池的制备。

采用纳米颗粒团聚造粒技术制备5-20微米直径的钛酸锂球形二次颗粒材料,用以提高钛酸锂负极材料的振实密度与电极涂布过程中的加工性能。

同时利用体相掺杂与表面修饰,进一步提高材料的克容量、循环寿命与倍率性能。

采用以上技术处理后,测试表明钛酸锂材料的克容量达到170mAh/g,接近理论容量175mAh/g,1C下倍率放电性能能够超过155mAh/g,循环寿命(80%剩余容量)超过15000次通过新型合成工艺和产品性能优化,综合考虑成本、连续生产能力、环保特性等因素,采用喷雾干燥和烧结技术制备出成本低、性能优异的钛酸锂材料。

此外,生产装置已实现连续生产能力,提高了自动化程度与质量控制水平,为后续扩大规模生产打下了坚实的基础。

采用自制的钛酸锂材料,全面优化了钛酸锂电池的制备组装全工艺流程。

在电池组装过程中关键工艺参数有:浆料中各组分的比例、粘结剂与分散剂的选择(一般为PVDF与NMP)、浆料混合工艺(高速剪切力机械搅拌、机械球磨等)、涂布速度与涂膜厚度、烘干方式与速率、电解液成分必选(以实现与钛酸锂的最佳匹配,发挥出电池的最佳性能)、化成程序(电压范围、电流强度、恒流-恒压模式组合、测试温度)等。

所制备的26650单体电池、25Ah钛酸锂电池单体及方形电池,通过了相关电池成组用户的严格测试,总体性能与日本东芝20Ah 钛酸锂电池相当,部分性能,如低温性能优于东芝钛酸锂电池。

1.2 创业机会概述进入21世纪以来,以锂离子电池电极材料和锂离子电池电芯生产为代表的中国新能源产业起步虽迟,但发展速度也相当迅猛。

目前我国普通手机用低端方形锂离子电池已经达到了产销平衡,但缺乏用于笔记本电脑、摄像机和第三代移动通讯设备等的高档锂离子电池的批量生产能力。

按照锂离子电池目前所处发展阶段,其主要市场在便携式电子设备与电动交通工具领域。

从著名的锂离子充电电池市场分析机构日本信息技术综合研究所(IIT)披露的数据来看,2013年,我国锂离子电池行业(包括锂离子电池、设备、材料)规模持续扩大,全球市场份额稳步提升,全行业销售收入超过860亿元。

根据专家预测,近期内全球小型锂离子电池的需求量将会扩大到上百亿只,对应着上千亿元的市场规模。

今后数年内锂离子电池最大的市场需求仍来自为IT产业提供配套(手机 57.4%,笔记本电脑 31.5%,其他 11.1%)以及电动交通工具。

本项目开发的钛酸锂材料及钛酸锂电池具有以下独特的技术优势,(1)低成本优势,目前,销售的高性能钛酸锂材料价格在15-20万元/吨,传统方法采用的工艺流程和原材料,成本高达10-12万元/吨。

本项目采用价格低廉、来源广泛的工业级原料,并简化工艺流程,使得生产成本大大降低。

(2)倍率性能优异,钛酸锂电池在1C,2C,4C下容量接近一致,具有优异的倍率性能,在10分钟(即6C)的快充条件下,电池可以充至90%。

(3)循环寿命长,在4C快充下,循环2000次,容量衰减不超过10%,拥有出色的长寿命。

(4)高低温性能优异,在-20℃下,放电容量仍然维持常温容量的90%以上,在60℃下,放电容量维持常温容量。

由于具有以上优越的成本优势和性能优势,项目具有很强的总体竞争优势和盈利空间。

2. 项目技术与产品实现2.1 项目技术方案2.1.1 项目总体技术概述锂离子电池是一种可反复充电的蓄电池,由具有可重复嵌入/脱嵌锂离子的材料做正极与负极,多孔高分子薄膜作为隔离膜,并浸入含有锂盐的电解质溶液中构成一个基本电池单体(Cell)。

多个单体通过串联或并联方式构成电池组(Battery),以提供满足需要的输出电压与电流。

其基本工作原理是:放电过程中,锂离子从负极材料中释放出来进入电解质溶液;电解质溶液中的锂离子在电场作用下迁移至正极,然后嵌入正极材料内部。

与此同时,负极材料失去的电子经由外电路穿过负载做功后到达正极。

因此,放电过程中,在正极发生还原反应(阴极),在负极发生氧化反应(阳极)。

充电过程需要在正负极间施加一个合适的电压,是放电过程的逆过程。

在锂离子电池中,负极材料与正极材料一样,都是对锂离子进行电化学储存的部分。

锂离子电池通过锂离子在负极材料中可逆的嵌入与脱嵌过程,实现电能的存储与释放。

目前商业化的锂离子电池负极材料多采用各种碳材料,包括天然石墨、人造石墨、焦炭、中间相炭微球、热解碳材料等,锂离子存储容量理论上为200 – 372 mAh/g。

由于碳电极具有较低的放电平台(0.5V vs. Li/Li+)、容量高、充放电效率高等优点,自从1990年Sony公司开发碳材料作为负极的锂离子电池以来,碳材料性能不断改善,目前得到了广泛应用。

然而,碳材料作为锂离子电池负极材料仍存在一些缺点:如嵌锂后电极的电位与锂金属的电位很接近(例如:石墨的电势小于0.1V vs. Li/Li+),在电池过充时,金属锂可能在碳电极表面析出而形成锂枝晶,从而引起短路;此外,大多数电解液在此低电位下不稳定,电解质容易在碳电极表面发生分解,产生可燃气体混合物,存在安全隐患;碳电极中锂离子的嵌入将引起10%的体积膨胀,导致颗粒间不联系,引起电极/电解质及电极/汇流体界面的松散与剥落,严重缩短了电池的循环寿命。

以上这些情况表明,碳负极材料的发展已经遇到瓶颈,很难取得进一步的突破,无法满足未来电池长寿命、高稳定性、安全环保的要求。

因此,研究者们在逐渐认识到这一点后,纷纷开始了新型负极材料的开发。

钛酸锂的分子式为Li4Ti5O12,具有尖晶石结构,上世纪70年代被作为超导材料进行了大量研究。

上世纪80年代末钛酸锂被作为锂离子电池正极材料进行研究,但因为其相对于金属锂的电位偏低而未能引起人们的广泛关注。

直到1996年,加拿大研究者K. Zaghib首次提出可以采用钛酸锂作为负极与高电压正极组成锂离子电池、与碳电极组成不对称超级电容器的概念。

此后,一些日本学者也在相关领域开展了探索性工作,但针对钛酸锂作为锂离子二次电池负极材料的大规模研究却始于上世纪末、本世纪初。

由于钛酸锂优异的电化学性能,许多研究者和公司致力于将其工业化。

国际上在动力锂电池应用方面,目前已使用尖晶石(Spinel)结构之钛酸锂作为负极;钛酸锂材料结构稳定,充放电所导致的体积膨胀非常小,不到 0.2%,即使反复充放电,晶体结构也不容易发生变化,因此循环寿命极优。

此外,钛酸锂电位为1.5V (vs. Li),不会和电解液反应形成固态电介质界面,电池内阻抗不会上升。

并且由于阴极不会发生树枝状结晶,所以电池单元不会因发热而发生事故,适合大电流快速充电,可作为高功率快速充放电锂离子电池的负极材料。

新时代快速充放电锂离子电池除了可作为 3C 可携式电子产品之电源外,未来更可作为电动车、混成动力车、电动工具、电动自行车、电动机车及机器人之动力来源,极具市场潜力。

从目前现有的钛酸锂材料技术水平来看,多集中于颗粒纳米化与碳包裹的研究,以期提高倍率性能。

然而,从根本上提高材料电子传导性能的体相掺杂,以及面向产业化应用需求的结构形貌控制、加工性能的改进等,近年来才逐渐被人们所意识到,而这也正是本项目的技术先进性优势。

项目创新内容包括针对微米二次粒子的组装技术,行业现有技术方案如下:(1)微乳液法(Water/Oil)微乳液法制备球形纳米颗粒是近年来发展起来的微米级别颗粒的合成方法。

微乳液由水、油和表面活性剂组成的热力学稳定体系,其中水被表面活性剂单层包裹形成微水池,分散于油相中,通过控制微水池的尺寸来控制超微颗粒的大型,因为在微水池生成的颗粒的粒径可被水滴的大小有效控制。

该工艺的优点是:产品球形度好,堆积密度大,尺寸分布较均匀。

缺点是:需要消耗大量的煤油介质,成本较高;如循环使用煤油介质,还需要额外添加回收利用装置,进一步增加了成本。

此外,制备单位质量的钛酸锂消耗的煤油量过多,经济性有待进一步提高。

(2)醇液聚合法醇液聚合法类似于微乳液法,也采用非水溶剂。

一般情况下,经历一个溶胶-凝胶过程:钛酸酯首先溶解于丁醇或异丙醇中,并加入羟丙基纤维素等作为空间位阻剂,控制二氧化钛颗粒的生长速度与表面形貌。

一般采用四氯化钛作为钛源,水作为水解剂。

该工艺的优点是:得到的二氧化钛球形度极好,且呈单分散,粒径分布小。

缺点是:制得的颗粒尺寸较小,一般仅有1微米左右,与锂离子电池电极制备所需要的最佳尺寸(10-20微米)差距较大,进一步提高颗粒尺寸难度较高;此外,反应工艺控制较为复杂精细,规模化难度较高。

(3)喷雾干燥法喷雾干燥技术已有近百年发展历史,目前在制药、生物、食品加工、染料合成、水泥制备、陶瓷等氧化物生产上已经获得了相当广泛的应用。

其基本工艺是:固体微粒分散在溶剂中(一般为水),加入适当的添加剂得到稳定的浆料。

浆料经机械泵输送至喷嘴(或离心盘),在高速气流的冲击下雾化成几十至几百微米的液滴,并在热空气吹动下在干燥室内运动。

由于分散的液滴表面积很大,可以与热空气充分接触,故液滴干燥时间极端(一般小于1秒),干燥充分。

在蒸发过程中,液滴由于表面张力作用收缩成球体,待溶剂干燥后,形成固体微球。

喷雾干燥法制备微米球的优点有:成本低,可连续生产;温度较低,处理时间短,故能量消耗少;适用的前躯体类型广泛,从生物活性物体至氧化物陶瓷材料,均可在处理成浆料后进行喷雾造粒;采用不同的喷雾干燥机,并适当调节浆料固含量、进出口温度、进料速率等参数后,可以得到尺寸与分布不同的微球,操作弹性大;使用的溶剂是水,故其蒸汽可直接排放至大气,对环境无毒无害,节省了环保与后处理设备的投入。

该工艺的缺点是:需要根据不同前躯体制备合适的浆料,因浆料特性对产物颗粒质量影响很大;此外,需要进行一系列实验来确定喷雾干燥机的各种操作参数,特别是在中试放大试验中。

从以上三种微球制备工艺的比较中,可以看出,在综合了成本、连续生产能力、环保特性等考察因素后,喷雾干燥法是最佳工艺选择。

本项目组结合喷雾干燥技术及砂磨技术,使钛酸锂的振实密度由目前的1.0g/cm3,提高到1.35g/cm3。

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