高性能碳原位包覆磷酸铁锂正极材料关键技术研发及产业化

项目所属单位:

中国科学院过程工程研究所

项目现状:

完成小试，进入中试和产业化放大阶段

项目基本信息

联系人姓名:

谭强强

职务:

研究员

联系电话:

13910112386

邮箱:

qtan@home.ac.cn

所属行业基本信息

项目所处行业现状、规模、行业未来3年左右的增长潜力和预计增长速度：

本项目属于新能源材料行业。锂离子电池正极材料磷酸铁锂以其优异的电化学性能、可快速充电、安全、无污染、工艺简单、成本低廉等突出优点被国际上普遍认为是新一代锂离子电池的理想正极材料，更是高能动力电池的最佳新型正极材料，代表着未来动力电池的发展方向。派克研究分析认为：超过半数的锂离子动力电池的市场需求来自亚洲，主要是中国。我国电动自行车每年以15-25%的速度增长，按2015年我国20%的电动自行车使用锂电池来预计，电动自行车市场将带来5990MWh 的锂电池需求量，市场容量约130 亿元左右。预测2011年至2015年动力锂电池需求将成百倍增长，从目前70.08MWh 增加到8003.49MWh 的需求量。到2020年，中国仅车用动力电池市场规模将达到数千亿元，相应的磷酸铁锂正极材料市场潜力巨大。

核心技术

项目核心技术概述：

采用具有三维纳米网络层状结构活性碳材料和非活性碳材料相结合的碳原位包覆技术，在降低非活性碳材料掺杂量的同时，实现了提高导电性、锂离子扩散系数和振实密度的多重目的，并且具有制备工艺简单，成本低廉的突出优点。

项目技术的独创性、先进性及创新点：

本项目组在绿色合成法基础上，采用三维纳米网络层状结构活性碳材料和非活性碳材料相结合的碳原位包覆技术以及新型纳米化元素添加技术，所研发的高性能碳原位包覆磷酸铁锂正极材料作为新一代锂离子电池正极材料，具有制备工艺简单、原材料来源广泛、成本低廉、比容量和安全性能高、无污染、循环性能优异、绿色环保等突出优点，该产品的关键技术成果具有独立知识产权，其核心技术具有先进性和创新性。

知识产权

已获得知识产权情况，包括已获得的数量、名称、类型等：

授权中国发明专利6项。

未申报的知识产权，即该项技术未来可能获得的知识产权情况，包括类型、数量等：

高性能碳原位包覆锂离子电池磷酸铁锂正极材料制备、结构调控和工艺放大等关键技术方面，预期可申请中国发明专利8～12项。

三年内研究开发内容计划

未来2-3年内项目技术研究开发要做的工作及预期达到的效果：

1.完善和优化三维纳米网络层状结构活性碳材料和非活性碳材料的原位包覆工艺，获得能满足各种市场需求的性能可控的磷酸铁锂正极材料及优化工艺参数。

2.优化无机纳米粒子的添加工艺，进一步优化降低成本的工艺路线，完成中试和产业化生产关键技术攻关，获得规模化生产关键技术。

团队介绍

项目团队人数及核心技术人员简介：

项目团队10人，其中博士学位5人，硕士学位1人，博士研究生2人，硕士研究生1人。

团队负责人谭强强，中科院过程工程所研究员，长期从事新型能量转换与储能材料及器件方面的研究工作。主持和承担国家“863计划”资助项目、中科院支撑服务国家战略性新兴产业科技行动计划项目、中科院知识创新工程重要方向性项目、企业合作项目等各类项目20余项；在国内外核心刊物上发表被SCI和EI收录的学术论文40余篇；申请国家发明专利60余项，其中授权专利17项。

基本财务状况

过去2年项目研究开发经费投入情况：

中科院科技支撑项目资助和自筹相关经费合计约400万元。

未来3年项目研发生产投入情况及收入、净利润等主要科目的财务预测：

本项目旨在研发高性能碳原位包覆锂离子电池用磷酸铁锂正极材料，因此需要维持一个依托于过程工程所的6-8人研发技术团队，需要满足产品研发和升级所需的材料制备、表征、性能测试等各种费用。未来三年需要投入研发经费600万元。中试产品销售可望达到300吨，收入4000万元，净利润800万元。

项目规划

项目所需投资额、融资用途，估值情况及其他投资条款要求：

项目产品高性能碳原位包覆磷酸铁锂正极材料已完成小试，正开展中试和产业化技术攻关，部分产品已经得到客户的一致认可和好评，试用效果已达预期，需要及时开展中试生产，以保证首批用户的需求，需要租用或购买中试场地、聘请技术人员和产业工人、购买原材料、购置反应所学中试设备等资金投入，以便初步实现年产300吨高性能磷酸铁锂正极材料的生产能力，满足初期产品销售，总计需要投入资金约4500万元。据市场情况，预计在达产后的2～3内有望逐步实现年产3000吨的生产能力，新增销售收入达40000万元，净利润8000万元，经济效益可观。