近日,湖南大學重慶研究院長壽命高耐候儲能電池研創中心、重慶兩江嘉華能源有限公司首席科學家朱建教授主持的“相工程與超孔化策略構筑固態/液態鋰電池先進電極材料及規模化應用”項目榮獲瑞士國際發明與創新大賽銀獎。這一榮譽標志著該團隊在電化學儲能領域的技術成果獲得國際權威認可,也是湖南大學重慶研究院深化產學研協同創新的重要突破。
瑞士國際發明與創新大賽(即日內瓦國際發明展)由瑞士聯邦政府、日內瓦州政府、日內瓦市政府以及世界知識產權組織等支持舉辦,是國際重要發明創新賽事之一,主要面向全球展示創新發明成果并組織專業評審進行獎項評定。
據項目團隊介紹,此次獲獎技術主要涵蓋兩項核心創新,重新定義了電池材料邊界:
其一是相工程技術,主要針對正極材料離子擴散慢、倍率性能差等痛點,首創界面梯度重構技術,將離子遷移能壘降低一個數量級。制備的高電壓型LiNi0.6Mn0.4O2正極材料,可逆容量達190.3 mAh/g,3C倍率下容量保持率達1C的93.8%,1000次循環后仍保持98.2%。并結合理論計算和原位表征首次闡明其0-TM和1-TM混合離子傳輸機制。首次實現高電壓型LiNi0.6Mn0.4O2二元正極的規模化生產,并裝配高性能鋰離子電池系統,實現工業電芯制造的降本增效(相比傳統商用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元正極,材料成本降低10.8%,電芯能量密度提升14.2%)。
其二是超孔化策略,聚焦納米電極材料體積效應、本征離子傳輸路徑和錨定位點匱乏導致性能衰減的問題,發展超孔碳基體(微孔/缺陷碳、介孔與大孔,孔體積0.8-6.0 cm3 g-1),實現硅/紅磷的原子級限域負載,利用原位表征首次解析其雙模板同步熱解協同造孔機制。并構筑超高容量(2429.1 mAh g-1)、高首效(>94.3%)、低水含量(
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