针对三元正极锂离子电池用芳纶基聚合物电解质的加工难度大和离子电导率低等核心问题,研究芳纶基材料改性制备技术。通过化学结构调整,塑化分子骨架,实现无助溶盐溶剂对芳纶材料的高效溶解;基于分子设计调控链段与锂离子间的作用机制,构筑离子传输域,进而提升芳纶基材料的离子电导率。探究引入基团、芳纶主链和电解质盐间的相互作用,系统评价基团种类、接枝率和电解质盐对芳纶基电解质力学性能、离子电导率、稳定性以及与三元正极匹配能力等方面的影响规律。实现芳纶基聚合物电解质小规模批量化生产。基于该电解质开展三元锂离子电池制备工艺的研究工作,进行使役环境的应用验证和优化;建立多工况评价体系,用加速量热仪等评估电池在极端环境及机械力冲击等工况下的安全性,确定安全性边界条件。
开发芳纶基聚合物电解质可控制备技术,建立电解质离子传输调控策略,设计合成4种以上新型芳纶基聚合物材料;所制备电解质的室温离子电导率高于1.0×10-5 S cm-1,具有良好的成膜性,拉伸强度不低于20 MPa,热分解温度≥300 °C,能实现目标结构小批量生产;探究聚合物电解质膜放大制备工艺,开发大容量(≥ 50 Ah)三元正极锂离子电池,能量密度不低于300 Wh kg-1,产品重复性好,合格率达到95 %,循环寿命1000次以上,解决热失控问题,T2>180 °C,通过针刺实验,不起火、不爆炸。申请发明专利不低于2项/年,发表文章不低于1篇/年。论文发表内容需征得资助方同意。
该项目直接支撑额度为100万元/项,资助期限为2年,分四期拨付。申请书中研究期限应填写“2024年6月15日-2026年6月14日”。
在项目执行过程中形成的原始资料、会议纪要和各类成果(包括但不限于专利、论文、著作、源代码等),其知识产权权利归属申请方及资助公司共同所有,资助公司有权免费使用。申请方对研究成果负有保密义务。