项目名称： | 锂离子电池材料及关键技术研究 |
提 名 者： | 新余市科学技术局 |
提名意见： | 同意提名 |
提名等级： | 江西省自然科学奖一等奖 |
一、项目简介
本项目属储能科学技术领域。 项目组面向锂电行业锂离子电池产业的重大战略，针对正极材料而言，围绕高镍正极材料产业化的应用需求，针对高镍正极材料的制备、改性方法以及材料的组成、结构等科学问题开展研究，旨在进一步对高镍正极材镍锂混排、二次晶体裂解等问题进行逐步深入研究，解析高镍材料镍锂混排、晶体裂解等问题机制，提出高效易行的改善调控方法；针对LiFePO4电子电导率低和Li+在材料中的扩散缓慢等问题，利用导电性碳微球(CMSs)进行改性；针对硅负极存在循环过程中体积膨胀导致硅颗粒破裂和硅导电性差等问题，利用CMSs和Ag进行沉积-包覆复合材料进行改性，这些方法为锂电池材料的制备奠定了理论基础，为锂电池材料的开发和应用提供了科学依据。主要突破性进展成果如下： 1、针对高镍正极材镍锂混排问题，提出Fe代替部分Co制备高镍正极材料提升电化学性能的技术和理论。为解决高镍正极材料在合成过程中偏离计量比，结构难以控制，产生镍锂混排，Co的价格昂贵和有毒性等问题，通过实验证明Fe掺杂代替部分Co能够减少镍锂混排和提高电化学性能，并通过密度泛函理论计算验证Fe掺杂代替部分Co能够减少镍锂混排的原因；针对高镍正极材二次晶体裂解问题，采用无机盐表面修饰高镍正极材料形成核壳结构，提升高镍材料循环性能问题。 2、针对LiFePO4电子电导率低和Li+在材料中的扩散缓慢等问题，采用水热还原法制备xLiFePO4?yLi3V2 (PO4)3/CMSs复合材料，采用CMSs提升电子/锂离子电导率；针对硅负极存在循环过程中体积膨胀导致硅颗粒破裂和硅导电性差等问题，采用沉积和水热法Si/Ag/CMSs三元纳米复合材料,采用CMSs进行包覆抑制颗粒裂解和采用金属Ag提升硅导电性能问题。 科学价值及同行引用评价情况: 本项目历时五年，本成果相关内容已在国内外著名期刊发表论文4篇(Chem. Eng. J.2021, 409:128343；ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12 (32):36046-36053；Ionics.2019, 25(12):5717-5723；Silicon, 2019, 11(5):2517-2520)在Web of science 核心合集被引86频次，WOS他引76频次(统计结果截止时间为2023年10月7日)。研究成果达到国内领先水平。相关工作授权发明专利2项。 |
二、代表性论文专著目录
（限5篇内，用外文发表的，应填写相应的中文目录）
序号 | 论文（专著）名称/刊名 | 作者（按发表顺序） | 年卷页码（××年××卷××页） | 发表时间（年月日） | 通讯作者（含共同） | 第一作者（含共同） | 他引总次数 | 检索数据库 | 第一署名单位是否江西省内 单位 |
1 | 铁代替部分钴制备高性能LiNi0.8Co0.07Fe0.03Mn0.1O2锂电池/Chem. Eng. J. | 查国君、胡伟、Seema. Agarwal、欧阳楚英、胡耐根、侯豪情 | 2021, 409: 128343 | 2020.12.27
| 侯豪情 | 查国君、胡伟
| 30 | Web | 是 |
2 | FePO4包覆NCM811形成核壳结构锂电池/ACS Appl. Mater. Interfaces | 查国君、罗永平、胡耐根、欧阳楚英、侯豪情 | 2020, 12(32): 36046 -36053. | 2020.07.16
| 查国君、侯豪情 | 查国君 | 50 | Web | 是 |
3 | xLiFePO4·yLi3V2 (PO4)3/碳微球复合正极材的制备及表征/Ionics | 查国君、胡耐根、廖上铁、侯豪情 | 2019, 25(12): 5717-5723 | 2019.07.19 | 查国君、侯豪情 | 查国君 | 1 | Web | 是 |
4 | Si/Ag 和 Si/Ag/CMSs复合负极材料的制备及表征/Silicon | 查国君、胡耐根 | 2019, 11(5): 2517-2520 | 2018.07.23 | 查国君 | 查国君 | 5 | Web | 是 |
他引总次数合计 | 86 | ||||||||
三、主要完成人情况
姓名 | 工作单位 | 对本项目的贡献 |
查国君 | 新余学院 | 主要完成人 |
胡伟 | 豫章师范学院 | 理论计算方面(论文1) |
胡耐根 | 新余学院 | 实验设计(论文1、2、3、4) |
以上项目拟申报2023年度江西省科学技术奖，特予公示。
公示期：2023年10月8日至2023年10月15日，公示期内如对公示内容有异议，请您向科研处反映。
联系人及联系电话：王老师，0791-87545149
豫章师范学院科研处
2023年10月8日
