新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书
新型钛酸锂电极材料和钛酸锂电池项目商业计划书

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。
钛酸锂——新型锂离子电池负极材料

■ 文/程 少博 贾晓 林
郑州大学材料科 学与工程 学院
近 2 年来 , 0 随着 交通 、 通讯和信 息
嵌 锂 多 元 过 渡金 属 复 合 型 正 极 材 料 发展 迅速 , 尤其 是层 状 嵌锂 三 元过 渡 金 属 协 同 的复 合 氧 化 物 镍 钻 锰 酸 锂 ( Ni 3 1Mn / 2与现在 占据市 Li 1 Co/ 1 O ) / 3 3 场 的Li O 相 比 , CO 具有 比容 量 高 、 价 格低、 环境 友 好 、 全性 高 等优 势 , 安 是
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容量 的 8 %, 电结 束 时 电位 迅速 上 5 充 升, 此特性可用 于指示 终止充 电, 以 可
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相 似 , 间点 阵群 为V 3 晶胞参 数a 空 d m, 为 08 4m。 摩 尔( 1的 钛 酸 锂 . 6n 每 3 mo)  ̄ iL。 i3 4 ( 式) 多只能 L ( i3 5) ] 最简 / /o T 最 插入 l l (i;i i3 % ) 4 mo的锂 L )L ( lT / o的子位于四面体 8位 O a 置, 钛离子和剩余的锂 离子分布 于八 面
钛酸锂电池研究报告

钛酸锂电池研究报告
钛酸锂电池是一种新型的锂离子电池,它采用钛酸锂作为正极材料,具有高能量密度、长寿命、高安全性等优点,因此在电动汽车、储能系统等领域得到了广泛应用。
钛酸锂电池的正极材料是钛酸锂,它具有较高的电化学稳定性和较低的电化学活性,因此可以减少电池的自放电和极化现象,从而提高电池的循环寿命和安全性。
同时,钛酸锂电池的负极材料采用石墨,具有较高的导电性和稳定性,可以保证电池的高能量密度和长寿命。
钛酸锂电池的电解液采用有机溶剂和锂盐混合物,具有较高的离子传导性和稳定性,可以保证电池的高效率和长寿命。
此外,钛酸锂电池还采用了多种安全措施,如过充保护、过放保护、短路保护等,可以保证电池的高安全性。
钛酸锂电池的应用领域非常广泛,特别是在电动汽车和储能系统领域。
电动汽车需要高能量密度和长寿命的电池,以满足长时间行驶的需求,而钛酸锂电池正是满足这一需求的理想选择。
储能系统需要高效率和长寿命的电池,以满足能源储存和调节的需求,而钛酸锂电池也可以满足这一需求。
钛酸锂电池是一种具有高能量密度、长寿命、高安全性等优点的新型锂离子电池,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和应用
的不断扩大,钛酸锂电池将会成为未来电池领域的重要发展方向。
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。
钛酸锂项目可行性研究报告申请报告

钛酸锂项目可行性研究报告申请报告一、项目背景钛酸锂是一种用于锂离子电池中的重要正极材料,具有高的比能量、长的循环寿命以及良好的安全性能。
随着电动车市场的迅速发展以及能源存储领域的需求增加,钛酸锂的市场需求也在不断增加。
因此,开展钛酸锂项目的可行性研究具有重要意义。
二、项目目标1.确定钛酸锂项目的市场需求:对全球及国内钛酸锂市场的发展趋势进行分析,评估项目的市场潜力和发展前景。
2.确定钛酸锂项目的技术可行性:评估钛酸锂的生产工艺和设备,确定技术水平及自主创新能力。
3.确定钛酸锂项目的经济可行性:分析项目的投资规模、成本结构和预期收益,评估项目的盈利能力和回报周期。
4.确定钛酸锂项目的环境可行性:评估项目对环境的影响,提出相应的环保措施和应对策略。
三、项目内容1.市场调研:调查钛酸锂在新能源领域、电动车市场以及电网能量存储等行业的市场需求和应用前景。
2.技术研究:分析钛酸锂生产的关键技术和设备,评估技术路线的可行性和竞争力。
3.经济分析:制定项目的投资计划和财务预测,分析投资回报率和盈利能力。
同时,评估项目的成本风险和市场风险。
4.环境评估:对钛酸锂生产过程中可能产生的环境污染进行评估,提出环保措施和应对策略。
四、项目计划1.市场调研阶段:调查市场需求和应用前景,持续时间为一个月。
2.技术研究阶段:分析钛酸锂生产工艺和设备,持续时间为两个月。
3.经济分析阶段:制定投资计划和财务预测,分析盈利能力,持续时间为一个月。
4.环境评估阶段:评估环保措施和应对策略,持续时间为两周。
五、项目申请本报告旨在申请对钛酸锂项目进行可行性研究,包括市场调研、技术研究、经济分析和环境评估。
希望能获得支持,并配备相应的专业人员和经费,以确保研究报告的顺利进行。
六、预期成果1.钛酸锂市场调研报告:对市场需求和应用前景的调查分析。
2.钛酸锂技术可行性报告:对生产工艺和设备的分析和评估。
3.钛酸锂经济可行性报告:对投资规模、成本结构和盈利能力的预测和评估。
纳米级钛酸锂电池项目可行性研究报告标准立项报告

纳米级钛酸锂电池项目可行性研究报告标准立项报告一、项目背景和意义纳米级钛酸锂电池是一种新型的锂离子电池,具有高能量密度、长循环寿命、低自放电等特点,被广泛应用于电动汽车、移动设备等领域。
随着绿色能源需求的增加和传统能源消耗的减少,纳米级钛酸锂电池具有巨大的发展潜力和市场前景。
本项目旨在通过对纳米级钛酸锂电池的可行性研究,找出其在市场竞争中的优势,并得出项目进一步发展的可行性。
二、研究内容和方法1.纳米级钛酸锂电池的制备方法研究。
通过文献调研和实验室测试,研究和掌握纳米级钛酸锂电池的制备方法,包括材料合成、电池组装等过程。
2.纳米级钛酸锂电池的性能测试和分析。
通过实验室测试,分析纳米级钛酸锂电池在能量密度、循环寿命、自放电等方面的性能,与传统锂离子电池进行对比分析。
3.市场需求和竞争分析。
通过市场调研,了解电动汽车、移动设备等领域对高能量密度锂离子电池的需求情况,研究竞争对手的技术水平和市场份额。
三、预期目标和效益分析1.确定纳米级钛酸锂电池制备方法,实现样品量产。
通过实验室测试和优化改进,确立纳米级钛酸锂电池的制备方法,实现样品量产,提高生产效率和降低成本。
2.提高纳米级钛酸锂电池的性能。
通过实验室测试和改进,提高纳米级钛酸锂电池的能量密度和循环寿命,满足市场对高性能电池的需求。
3.市场竞争优势和商业化推广。
通过市场需求和竞争分析,确定纳米级钛酸锂电池在电动汽车、移动设备等领域的应用优势,并制定商业化推广计划。
四、研究计划和预算1.第一年:调研和实验室测试阶段。
调研纳米级钛酸锂电池的制备方法和性能测试方法,进行相关文献阅读和实验室测试,制定进一步研究计划。
2.第二年:实验室测试和样品量产阶段。
根据第一年的研究成果,进行更加深入的实验室测试和改进,最终实现样品量产。
3.第三年:市场需求分析和商业化推广阶段。
根据市场调研结果,制定商业化推广计划,推动纳米级钛酸锂电池在市场上的应用。
预算:1.第一年:调研和实验室测试费用,预计200,000元。
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。
新型锂电池技术项目计划书

新型锂电池技术项目计划书一、项目背景随着科技的不断进步和人们对能源需求的日益增长,锂电池作为一种高效、环保的能源存储设备,在各个领域得到了广泛的应用。
然而,现有的锂电池技术在能量密度、充电速度、安全性等方面仍存在一定的局限性,无法满足市场的更高需求。
因此,开发新型锂电池技术具有重要的战略意义和巨大的市场潜力。
二、项目目标本项目旨在研发一种新型锂电池技术,显著提高电池的能量密度、充电速度和安全性,使其在电动汽车、储能系统、消费电子等领域具有更优异的性能表现。
具体目标包括:1、在现有锂电池技术的基础上,将能量密度提高X%以上。
2、实现快速充电,将充电时间缩短至X分钟以内。
3、增强电池的安全性,降低热失控等安全风险。
三、项目技术方案1、正极材料创新研究新型高容量正极材料,如富锂锰基材料、三元高镍材料等,提高正极的比容量。
优化正极材料的结构和形貌,增强离子和电子的传输性能。
2、负极材料改进探索新型硅基负极材料,提高负极的储锂容量。
采用复合化和纳米化技术,改善硅基负极的体积膨胀问题。
3、电解质优化开发高性能的固态电解质,提高电池的安全性和离子电导率。
研究新型电解液添加剂,改善电极与电解质的界面相容性。
4、电池结构设计采用多层堆叠结构,增加电极的有效面积,提高电池的能量密度。
优化电池的封装工艺,降低内阻,提高充放电效率。
四、项目实施计划1、第一阶段(时间区间 1)完成实验室设备的搭建和调试。
开展正极、负极材料的初步研究和筛选。
2、第二阶段(时间区间 2)优化正极、负极材料的制备工艺,进行性能测试和评估。
开展电解质的研究和开发。
3、第三阶段(时间区间 3)完成电池结构的设计和样品制备。
进行电池性能的综合测试和优化。
4、第四阶段(时间区间 4)建立中试生产线,进行小批量生产和验证。
开展产品的可靠性和安全性测试。
5、第五阶段(时间区间 5)实现大规模量产,推向市场。
五、项目团队本项目团队由具有丰富经验的科研人员、工程师和管理人员组成,包括:1、项目负责人:负责人姓名,具有多年锂电池研发经验,曾主持多项相关科研项目。
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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。