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钠离子电池电解液的研发

项目编号:XP382C964D38920

项目状态:已发布

项目分类: 催化剂及化学助剂

所在地:河南 / 焦作

需求内容:

      目前商用化电池应用过程中,锂离子电池虽然占据主导优势,但由于地球上锂资源含量较少、分布不均(中国 90%依赖进口),所以资源丰富和价格低廉等优势的钠离子电池成为储能系统的一种可选体系,其战略价值是无法估量的。

      钠离子电池电解液的研发不仅仅是简单的用钠盐替代锂盐,溶剂、添加剂、钠盐的选择同样重要。选择不适宜物质会造成电解液极化、以及易与正负极材料发生副反应造成电池性能降低、内阻增高、安全性下降等缺点,而现阶段钠盐沿袭了锂电池的传统,使用六氟磷酸钠为主要钠盐,这样虽然减少了研发经历,但六氟磷酸锂存在溶解度低,易分解等缺点同样出现在六氟磷酸钠中;溶剂和添加剂一般为有机化合物在性能发挥上存在电化学窗口不够宽、有机溶剂毒性大,低温性能差等问题。如何改变电解液配方、加大性能发挥、提高安全性是当前配套电池能量密度提升、提高安全性、延长电池寿命的首要任务。

      本项目拟以高氯酸钠为钠盐、氟代碳酸乙烯酯为含氟添加剂,开展钠离子电池用新型钠盐、含氟添加剂的研发和应用开发,旨在通过装备和技术的提升,实现电解液生产过程安全可靠,产品性能稳定提升。抑制金属溶出,提升电解液和电极材料界面相容性,减少电解液的分解产气,同时降低阻抗的增加,改善钠离子电池的低温性能,提高电池能量密度、保障安全性、满足一致性,探索实现和推动钠盐电解液向高效化、稳定化发展。

拟突破和需要解决的关键技术有:

(1)实现高氯酸钠除水技术的突破,替代通用的高温除水技术;

(2)全方位烘干技术的开发,可通过实践及理论支撑,用 aspen 流程模拟软件确定全方位条件的可行性,根据物料性质选择烘干滚筒桶材质和规格,摸索出烘干工艺参数,提升产品质量;

(3)工艺设备的先进性,率先使用高精度温度反应器等先进设备,反应效率高,提高产品的可控性、绿色无污染,安全环保。

(4)分子模拟及动力学模拟助力实验室研发,从分子设计到产品合成,实现产品结构和组成的设计,合成过程中分子相互作用结果分析预测,缩短研发周期。

(5)脱水反应装置设计,针对过程中水分对原料、中间产品会产生副反应,设计新型反应装置,提升生产效率和生产质量。

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