技术成果

高安全性高镍三元梯度正极材料制备与应用技术

正极材料是锂离子电池的瓶颈，占电池总成本30%以上，而高镍化是提升三元正极材料比容量的核 心方案。然而，正极材料高镍化后存在安全性能差、循环寿命短及表面碱性高等问题，尤其是安全性问 题，限制了其进一步的规模化工业应用。制备高安全性的高镍三元材料梯度材料，是现阶段除单晶外另 一条有望一次性解决上述三种问题且切实可行的技术路线。 高镍梯度三元正极材料是指从二次颗粒核心到表面，镍元素含量逐渐减少（从Ni →Ni ）而钴和 0.93 0.33 锰元素含量逐渐增多的一种材料设计，该方案既可以利用表面含量较高的锰元素稳定材料结构、提高其 安全性能，又可以充分发挥核心高镍材料的高比容优势和循环性能，还可以降低材料表面的碱性，实现 “一石三鸟”的目的。在前驱体制备过程中引入低成本有益金属（铝、镁等元素）梯度掺杂，可进一步提 高材料的电化学性能。

高安全性的高镍单晶正极材料制备与应用技术

传统高镍正极材料存在安全性能差、长周期循环过程中因易粉化而导致循环寿命短等问 题，而高镍单晶是现阶段有望解决上述问题的一种切实可行的技术路线。 单晶颗粒内部无晶界，是完整的晶体形态，其机械强度和压实密度高，能有效地抑制微 裂纹在长循环时的形成与扩展，在多次充放电循环后不易发生粉化，具有优异的循环稳定性； 材料的比表面积较小，与电解质发生的副反应会大幅减少，可以有效缓解电池在高温下的产 气问题，热稳定性高。因此，低成本、低能耗、高稳定性的高镍单晶正极材料，可有效提高 锂离子电池的能量密度并解决电动汽车安全性和里程焦虑问题。

直接甲醇燃料发电系统技术

直接甲醇燃料电池是直接利用甲醇水溶液为燃料,空气作为氧化剂的新型发电装置。本 项目根据应用场景需求，涉及小到几十瓦、百瓦级的便携式应急电源，大到千瓦级的固定式 备用电源。 项目阶段与进展 本项目采用自主研发的直接甲醇燃料电池膜电极与石墨/金属双极板设计及生产工艺， 已完成25~200W直接甲醇燃料电池的实验验证及1kW直接甲醇燃料电池电堆的设计和短堆 实验验证。并与自主设计电控系统耦合，实现甲醇供液系统、空气供给系统的控制与发电系 统电力的稳定输出。 直接甲醇燃料电池与发电系统  知识产权情况 本项目已申请相关专利5项，具有独立完整的自主知识产权。  应用前景 独立的便携式应急电源，可用在军事单兵作战领域 极端环境下的离网独立供电 与风能、太阳能等清洁能源组合供电联用，形成绿色电源供应系统  合作方式 共同开发、技术许可/转让等 -156- 新能源

长续航无人机氢燃料电池技术

当前工业级氢燃料电池无人机在续航时间与耐低温能力方面优势较为显著。氢燃料电池 的能量转化效率超过50%，功率密度可达1kW/kg，并且其耐低温性能支持在极端环境（如- 20℃）下稳定运行，解决了传统动力无人机续航时间短、低温性能衰减等行业痛点。凭借 长续航与低温适应性的双重突破，氢燃料电池正逐步成为工业无人机动力系统的核心解决方 案。 项目阶段与进展 本项目围绕氢能燃料电池无人机动力系统的开发，重点突破小型化与轻量化技术瓶颈， 取得阶段性成果： （1）燃料电池核心技术创新：通过创新性双极板流场设计与集成化膜电极架构优化， 开发出高功率密度燃料电池系统。该技术方案在保持结构紧凑性与轻量化的同时，展现出优 异的综合性能表现，为燃料电池系统的工程化应用提供了创新技术路径。 （2）氢动力无人机系统构建：构建3kW级燃料电池电堆，集成自研控制器，工作温度 范围扩展至-20~40℃，寿命突破3000小时；完成25kg级无人机平台适配，空载续航150分 钟（12L储氢瓶），巡航作业下续航可达120分钟。物流载重型燃料电池无人机（100kg级） 处于开发阶段，将搭载10kW级燃料电池电堆组，计划于2025年内完成试飞。 （3）产业化推进：通过覆盖核心材料、关键部件到整机系统的全产业链技术体系，实 现燃料电池系统制造成本的降低，显著提升市场竞争力。目前已完成氢动力无人机在低空经 济领域的示范验证，并衍生开发出氢能观光车等应用产品。后续将聚焦连续化生产工艺开发 与电堆功率密度升级，加速商业化进程。 图无人机用氢燃料电池电堆与无人机巡检示范 -154-  知识产权情况 已授权专利5件，5件发明专利

高品质 Pt/C 电催化剂批量制备技术

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种以可传导质子的聚合膜为电解质的高效清洁能 源装置，其核心原理是通过氢气在阳极氧化生成质子（H⁺）和电子（e⁻），质子通过质子交 换膜迁移至阴极，电子则经外电路形成电流，最终氧气与质子、电子在阴极结合生成水，整 个过程仅排放水且无污染。PEMFC具有高功率密度、快速启动、低温适应性及模块化设计 等优势，广泛应用于氢燃料电池汽车、便携式电源和分布式发电系统。碳载Pt基催化剂是 PEMFC阴极的关键催化剂，但存在着制备难度大、成本高昂、金属利用率低、稳定性差等 问题，严重制约了PEMFC的商业化进程。 目前，商用Pt/C催化剂多数以实心碳材料为载体，大部分Pt颗粒沉积在载体表面，与离 聚物中磺酸基团直接接触，导致Pt颗粒被毒化使活性降低，同时表面Pt颗粒也容易发生脱落、 团聚长大。而介孔碳“限域”策略成为解决以上问题的关键，但现有可商业化的介孔碳成本高、 介孔尺寸及碳颗粒尺寸不可控，导致限域在内部的Pt颗粒由于传质距离限制而失去作用。 该技术构建了具有可及介孔结构的碳载体，实现了比表面积、孔径及孔体积等参数的有 效调控，并实现了批量化制备；进一步开发了有效的负载策略，将Pt颗粒引入到介孔中，制 备了介孔限域的Pt/C催化剂，其中Pt颗粒与离聚物在空间上处于“接近而不接触”的理想状态， 降低了离聚物对Pt催化剂毒化作用，提高了Pt的利用效率及稳定性。该产品具有自主知识产 权，可应用于PEMFC、PEM电解水等领域，有助于提升PEMFC的核心竞争力。

工业废水废盐资源化技术

近年来高速发展的新能源行业锂离子电池正极材料生产过程中产生大大量废水，前驱 体氨法磷酸铁生产过程中会产生大量的高氨氮、高磷、高盐废水，它一方面是一种高污染废 水，另一方面它含有大量的氮、磷元素。传统的方法是解决污染问题，从早期的加石灰除磷， 加镁盐形成较难销售的磷酸铵镁，到加石灰蒸氨部分回收有用资源。 本项目针对新能源电池正负极材料加工场景下高盐废水零排放和资源化的需求，开发磷 酸铁废水资源化工艺包，创新“预处理+多级反渗透+高效电渗析浓缩+多效与MVR蒸发结 晶工艺，研制核心设备，最大限度实现资源化。能有效回收高纯水、产水100%回用，电导 率小于10uS/cm，实现废水100%资源化；预处理污泥与杂盐都用于复合肥生产，实现完全 的资源化，产出氯化铵达到GB/T2946-2018优等品，纯度达99.5%，实现完全的资源化。

钙钛矿太阳能电池气体修复技术

发展以光伏为代表的清洁能源是最终实现碳中和目标的主要途径。目前商业化主流的晶 硅电池的成本控制已经接近极限，以钙钛矿电池为代表的第三代光伏技术有望进一步实现光 伏产业的降本增效，降低光伏技术的度电成本，推动光伏产业的大规模应用。研究所固态能 源系统技术中心自2012年开始钙钛矿太阳能电池研究，于2015年提出“气体修复”制备大面积 钙钛矿薄膜制备方案，于2020年发展出针对目前主流钙钛矿材料体系的“气体修复”技术，并 开发出具有完全自主知识产权的气体修复制备大面积钙钛矿薄膜技术路线，并完成了相关设 备研发。该技术多次被《Science》和《中国科学·化学》等杂志亮点报道，被认为是钙钛矿 太阳能电池大规模制备的理想技术手段，已在多家钙钛矿企业成功应用。

硫化物全固态电池

在当前“双碳”战略及“由汽车大国迈向汽车强国”信念的引领下，我国新能源产业进入飞 速发展的新阶段，对兼具高能量密度和高安全性动力电池的需求有了进一步提升。全固态电 池采用固体电解质替代有机电解液，能从根本上解决液态电池易燃易爆等安全性问题，突破 其能量密度瓶颈，同时还兼具更快的充电速度和更宽的温度适用范围（-30°C至100°C），被 科学界认为是下一代动力电池的首选方案之一。为实现碳达峰、碳中和目标，积极应对全球 气候变化以及提高我国在全球新能源汽车市场的竞争力，我国出台了一系列政策措施。 中国《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中明确要求“加快全固态动力电池技 术研发及产业化”，并将其列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。“十四五”规划纲要指出： 在新能源动力电池提升工程中，要加快突破高安全性、高比能锂电池的技术瓶颈，开展全固 态电池新技术的研究开发。《中国科学院“十四五”发展规划纲要》将新能源汽车列为先进材 料四个应用方向之一，要求重点研究开发高性能动力锂电池。国家发展改革委等部门印发 《关于促进汽车消费的若干措施》，旨在进一步稳定和扩大汽车消费，优化汽车购买使用管 理制度和市场环境，更大力度促进新能源汽车持续健康发展。山东省政府随后制定了《山东 省新能源汽车产业高质量发展行动计划》，提出对新体系动力电池、全固态电池等重大关键 技术攻关任务，以进一步推动山东省新能源汽车产业提质扩量，打造全国重要的新能源汽车 生产基地。因此，推进全固态电池关键材料及核心技术的研发进程，对于新旧动能转换、持 续打造我国在新能源领域的领先地位具有重大意义。

硅碳负极粘结剂项目

目前，硅碳负极粘结剂技术是高比能锂电池技术发展的重要组成部分，是主流锂电池厂 商高度重视、力求突破的关键核心技术。高性能粘结剂有助于维持硅碳负极在循环过程中的 结构完整性，维持负极界面的稳定性，抑制整体电极的过度膨胀，因此能够大幅提升使用硅 碳负极的高比能锂电池循环、倍率等性能。目前，市场上的硅碳负极粘结剂主要针对低硅含 量的负极体系，对更高硅含量的负极（比容量≥450mAh/g）电化学性能的提升方面存在严 重不足，制约了高比能锂电池的商业化应用。

低成本镁金属二次电池技术

储能技术是推动能源电力系统低碳转型的关键，但主流的锂离子电池技术面临锂资源短 缺（进口依赖度超60%）、供应链不稳定及安全性等多重挑战。随着储能市场规模的指数级 增长，资源短缺和成本问题将进一步加剧。因此，开发低成本、高安全的新型二次离子电池 技术，已成为储能产业发展的迫切需求。镁金属二次电池是一种基于丰产元素的新型电池技 术，镁的地壳储量是锂的3000倍，成本仅为其1/20，且镁金属负极无枝晶生长风险，具备本 征安全性。近年来，欧美各国都在镁电池领域积极布局，欧盟在2030规划中将镁电池列为最 有潜力的电池体系之一。而我国拥有优异的镁资源禀赋和完善的产业链，原镁产量占全球近 九成，发展镁金属二次电池技术具有重要的经济价值和战略意义。最近，国家发展改革委和 能源局出台的《能源技术革命创新行动计划》中也明确提出要大力发展镁基电池储能技术。 多价离子电池研究组面向可再生能源规模化存储与利用重大需求，聚焦高丰度镁金属资 源，发展镁金属二次电池技术。研究二价镁离子的固液相传输行为与存储机制，着力突破多 电子转移过程中的热动力学瓶颈问题，开发了具有自主知识产权的钛基和钒基高比容储镁正 极材料，以及具有高离子电导率和高界面稳定性的硼基镁离子电解液体系，实现了镁离子的 高效、可逆存储，构筑了高性能镁金属二次电池体系。

低成本、高安全钠电池技术

到2025年，新型储能装机规模达3000千万瓦以上，新型储能在推动能源领域双碳目标中 发挥重要作用。我国《“十四五”新型储能发展实施方案》及《关于加快推动新型储能发展的 指导意见》中，提出加快钠离子电池等技术研发及规模化试验示范。钠在地壳中储量丰富， 价格便宜，同时钠离子电池能提供与锂离子电池相当的能量密度、更高的功率密度以及更长 的循环寿命，使得钠电池在新能源汽车、大规模储能领域具有广泛的应用前景。面向国家新 能源利用及资源有效利用的重大战略需求，固态能源系统技术中心多年来深耕低成本、高安 全钠电池关键技术，攻坚于固态电解质材料体系自主设计、开发及制备，建设了国际一流的 钠电池系统研发、智能化制造和批量生产平台，形成了具有自主知识产权的关键材料，如低 成本抗腐蚀水系电解质及本征安全的聚合物钠离子固态电解质，硼/铝基高稳定钠盐及阻燃 添加剂等。秉持“物美价廉、安全可靠”的工艺设计理念，已具备批量化制备本征安全且兼顾 优异电化学及机械性能的固态钠离子电解质和高安全、长寿命固态钠离子电池电芯及系统的 能力，为国家新能源产业发展及随之而来的能源系统革新提供强有力的储能技术支撑。 在固态电解质方面，开发了系列酰胺丙烯酸酯/磷酸酯类的新型聚合阻燃单体，从电解 质层面降低电池热失控风险；对电芯制备工艺技术进行创新，导入多孔集流体和预钠化技术 提升能量密度和寿命。通过设备改进，改进电极涂布技术与变温梯度原位固态化过程相匹配， 形成固态电芯单元连续化制造。在电极材料方面，已实现全水系、低能耗钠离子正极材料批 量化合成工艺，针对不同应用场景，定制化正极材料全流程工艺路线；已经成功搭建了百公 斤级

质子交换膜（PEM）燃料电池电堆

质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cells, PEMFCS）是一种将氢气 （H ）和氧气（O ）中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置，其具有能量效 2 2 率高、功率密度大、无腐蚀和环境污染等诸多优势，已然成为当前最具发展前景的新能源技 术之一。作为一种具有巨大潜力的清洁能源技术，氢燃料电池将成为工业脱碳过程中不可或 缺的一环。氢燃料电池属于国家重点发展的战略性新兴产业。到2025年为止，氢燃料电池已 经广泛应用于重型燃料电池车辆、航天器、数据中心和仓储等领域。未来，氢燃料电池的潜 在应用领域将进一步拓展，包括便携式电子设备、医院和军事等领域。燃料电池在中国乃至 世界的发展前景均十分广阔。 氢能装备先进制造中心可为客户量身定制不同功率的氢燃料电池电堆和系统，包括催化 剂、膜电极、石墨和复合双极板、密封件及模具等电堆关键零部件。  项目阶段与进展 可以与企业合作开发不同功率的世界技术领先的氢燃料电池电堆  知识产权情况 量身设计自主知识产权  应用前景 氢能交通、无人机、热电联供系统  合作方式 共同开发、技术许可、技术转让、技术服务等 -53- 新能源

锂离子电容器项目

电池、电容器作为当前最主要的储能介质，在新能源发展中必不可少，其技术创新对新 能源革命也尤为重要。能量密度和功率密度是考察化学电源储存与释放电能能力的重要指标， 但两者的同时实现是电化学能源存储面临的难题。锂离子电容器兼具了锂电池和超级电容器 的优点，具有高功率密度，能够200C充放电；具有50万次的长循环寿命，高出锂电池的100 倍；具有高的能量密度，是传统超级电容器的3~5倍。 锂离子电容器由于技术复杂、成本高等原因，截止到目前，关键产业技术及高性能原材 料技术基本掌握在国外企业的手中。美国Maxwell独家掌握了干法电极技术，并具备锂离子 电容器单体生产能力。日本可乐丽和日本电子ACT公司分别掌握了活性炭和纳米门炭技术； 日本嘉娜宝公司、日本吴羽化学、日本ATEC公司等掌握着硬炭负极材料的技术。中车青岛 四方车辆研究所有限公司是国内唯一具备锂离子电容器开发、量产能力和条件的企业，但是 关键电极不具备自主生产能力，仍需进口。

氢能与燃料电池项目

及进展 双碳目标下，国内氢能源具有巨大的发展空间，氢能将主要应用于交通运输、工业、电 力、建筑等领域。在“碳达峰碳中和”（3060）的目标导向下，氢能作为一种最清洁无碳的二 次能源，凭借着来源丰富、灵活 高效、应用场景广泛等优点，在全球都迎来了巨大的发展 机遇。 聚焦绿色规模化制氢和氢气纯化，开发出系列离子传导膜材料及相应中空纤维膜、管状 膜、平板膜、催化剂等，用于电解水制氢、工业副产氢提纯等领域，完成10kW级再生燃料 电池开发及与太阳能电池联用。在电解海水制氢方面开发了一系列高价阴离子插层、原位刻 蚀生长的催化剂，展现出杰出的抗氯离子腐蚀性能。面向氢燃料电池核心关键部件双极板国 产化的重大产业需求，突破高性能超薄（1.4-1.8mm）柔性石墨双极板关键技术，完成批量 化生产工艺开发（年产能20万片），技术指标处于同类产品领先水平。推进燃料电池系统产 业化，开发燃料电池电堆（产能10MW），功率不小于50kW、功率密度大于3kW/L。燃料 电池系统集成技术，完成特殊领域用大功率发电系统开发和地面联试，开发无人机氢燃料电 池可以有效提高无人机的巡航时间3-5倍。在甲醇燃料电池方面，成功研发出千瓦级甲醇燃 料电池、便携式甲醇燃料电池（50-100W）并且通过了现场实证。  知识产权情况 累计布局专利及技术秘密10余项。  应用前景 户用燃料电池热电联供系统，氢能汽车（大巴、集卡等），无人机、港口机械等  合作方式 共同开发、技术许可/转让等 -43- 新能源

高性能聚合物固态锂电池技术项目

我国《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》，提出加快固态动力电池技术研发及 产业化是“新能源汽车核心技术攻关工程”。针对传统液态锂离子电池主要存在的续航和安全 方面的缺陷，面向国家深海装备重大战略需求，研究所固态能源系统技术中心深耕固态锂电 池关键技术，历经十几年攻关，国际首创“刚柔并济-三相渗流”聚合物复合固态电解质，秉 承“功（率）能（量）兼备”的系统设计理念，开发出具有完全自主知识产权的高比能、高安 全、高耐深海压、长使役寿命固态锂电池及深海特种电源系统，率先在马里亚纳海沟实现全 海深应用，为国家深海环境探测、科学研究提供了强有力的能源技术支撑，在国际上开创了 高比能固态锂电池特种电源系统深海智能装备应用新局面，建设了国际一流的固态锂电池研 发和生产装备平台，建立了完整的固态锂电池技术体系，形成了具有自主知识产权的关键技 术和核心产品。

百瓦级便携式燃料电池

未公开（摘自长春市工信局2019公开汇编目录）

高纯无水氯化铝制备新技术

技术简介及特点 本项目以流化床为反应器，拜耳法氢氧化铝为原料，基于热力学计算，以及 反应过程的机理分析，设计开发了低温分解-低温氯化制备高纯无水氯化铝的短 流程技术。采用氢氧化铝的低温分解技术，获得高比表面和高活性的氧化铝，通 过引入气质碳源强化了反应介质间的传递和反应过程，突破了反应过程动力学， 高活性的氧化铝在低温可被快速氯化。通过工艺条件的优化，获得高纯无水氯化 铝的工艺参数条件，高纯无水氯化铝的纯度可达到 4N 以上。本技术具有反应条 件温和，生产效率高，清洁环保等特点。 专利及进展情况 申请了 2项国内专利。目前，已完成实验室小试实验工作，获取了关键技术 参数。 产业化前景分析 无水氯化铝作为重要的化工产品，目前主要应用于有机化工合成领域，国内 需求量超过 30万吨/年，同时作为最具发展潜质的大规模储能电池—铝离子电池 电解液的主要活性组分，随着可再生能源技术和储能产业的发展，高纯无水氯化 铝将具有更为广阔的市场空间。相对于现有的铝锭法，新技术以廉价的氢氧化铝 为原料，短流程高效清洁地生产高纯无水氯化铝产品，生产成本下降 35%以上， 且可实现单套 10万吨级规模化生产，将具有良好的市场竞争优势和发展应用前 景。 转化方式 技术转让 许可使用 挥发性有机物（VOCs）流化床吸附浓缩技术

阻燃型玻纤增强热塑性复合材料的可控制备技术

技术简介及特点 玻纤复合材料以其质量轻强度高的性能特征正成为新一代的结构材料，广泛 应用于航空航天、轨道交通、机械制造、建筑等多个领域。然而，作为纤维复合 材料中最常用的聚丙烯树脂，如何克服就是耐高温性差的不足，使玻纤复合材料 具有阻燃性，从而提高安全性和减少火灾损失，是玻纤复合材料拓宽应用市场亟 需解决的关键性问题。但卤素阻燃剂燃烧时烟雾大、放出有毒和腐蚀性气体等， 造成二次污染。研究新的高效无卤阻燃剂成为阻燃研究的重要方向，但IFR 添加 量相对较大，会影响阻燃LGFPP 的力学性能，因此，同时兼顾力学性能与阻燃性 能成为一个制约其推广应用的重大难题。本项目采用 IFR阻燃 LGFPP复合材料， 研究了不同的 IFR及其添加量对 LGFPP复合材料阻燃性能、燃烧性能和力学性能 的影响。阻燃测试结果表明，阻燃剂垂直燃烧等级达到 UL94V0级，但流动性略 有降低。目前可批量生产力学和阻燃性能均达标的玻纤复合材料，用于汽车内饰 件、电池箱体等。 项目进展情况 目前阻燃造粒产能 150公斤/小时，阻燃玻纤增强 pp产能 18公斤/小时，可 批量生产力学性能和阻燃性能均能达到参考标准的长玻纤复合材料，产能达 2200 吨/年，用于汽车内饰件、电池箱体等。 产业化前景分析 随着风电、轨道交通、城市基建、环保等领域的市场需求增加，带动复合材 料制品市场持续升温。2015 年，纤维增强热塑性产品产量为 176.4 万吨，同比 增长 9.23%。因此，对其阻燃性能的研究具有重大的市场潜力。本项目以非卤的 膨胀系阻燃剂（IFR）为研究对象，通过对不同阻燃剂阻燃性能筛选及配方优化， 生产的复材

可加工聚酰亚胺的制备及其产业化关键技术

技术简介及特点 常规的聚酰亚胺树脂难溶解、难熔融，因而限制了其工业上广泛应用的可能 性。目前，商业化的聚酰亚胺树脂及产品的生产技术主要由美国、日本、欧洲、 韩国等少数发达国家进行技术垄断，相关产品因为涉及到军工应用而对我国限售。 本项目通过采用先进的合成工艺，优化聚酰亚胺树脂制备路线，降低了生产成本。 所制备的聚酰亚胺树脂具有优异的可溶解加工性、耐热稳定性、良好的机械性能 等，可加工成薄膜、纤维、泡沫、涂料及胶粘剂等产品形态，可在气体分离、介 电、隔热、隔声等领域应用。另外，相关技术打破了国外的技术垄断。 专利及进展情况 本项目已申请相关国家发明专利 3项，获得授权专利 1项。 产业化前景分析 在众多的聚合物中，聚酰亚胺是唯一在每一个先进应用领域都显示出突出性 能的聚合物。目前，聚酰亚胺的应用领域主要包括：薄膜、涂料、先进复合材料、 纤维、泡沫塑料、工程塑料、胶黏剂、分离膜、光刻胶等，可广泛应用于航空航 天、微电子、原子能、电气绝缘、液晶显示、汽车、医疗、卫星、核潜艇、精密 机械包装、膜分离技术等领域。近年来，国家出台了一系列的政策支持聚酰亚胺 行业的发展，2016 年，工信部印发了《纺织工业发展规划（2017-2020 年）》，提 出：推进碳纤维、芳纶、聚酰亚胺纤维品种开发及应用。2016 年，国家发展改 革委、财政部、商务部三部门联合下发了《关于发布鼓励进口技术和产品目录的 通知》（2016 年版）。该鼓励进口技术和产品目录包括：聚酰亚胺纤维及材料成 套装备的设计制造技术、聚酰亚胺纤维。随着中国航空、航天、微电子、纳米、 液晶、分离膜等行业发展规模的扩大，对于聚酰亚胺的需求

高性能钛酸锂材料制备工艺

技术简介及特点 钛酸锂（LTO）电池具有可靠的安全性、优越的大功率充放电特性、超长的 使用寿命、绝佳的高低温性能和较低的全生命周期成本等优点，非常适用于公交 车及储能领域。改善钛酸锂材料的电化学性能将延长钛酸锂电池使用寿命，提高 其能量密度和功率密度。目前，针对市场需求，我们开发出包覆型和体相掺杂型 LTO 材料，包覆碳在 LTO表面形成稳定的保护膜可以阻挡界面副反应的发生，体 相掺杂技术降低成本，提高导电率，改善 LTO电池“胀气”问题，提高LTO 电池 的倍率性能。经电化学性能测试，与市场材料相比，包覆型材料容量性能优于市 场水平；体相掺杂型材料具备性能稳定的特点，所开发技术成本低且工艺简单， 易于实现工业放大。 专利及进展情况 截止目前，我们在钛酸锂材料制备和钛酸锂电池制作方面申请发明专利2 项，包覆型 LTO材料 1C 倍率下放电比容量为167mAh/g，10C倍率下放电比容量 为 150mAh/g；体相掺杂 LTO材料 10C倍率下放电比容量为 126mAh/g，2000 次循 环容量保持率≥80%，显示出良好的倍率及循环性能。 产业化前景分析 据统计，2017年新能源公交车的销量达到 8.88万台，并且这个数据仍保持 持续的增长，2017 年中国锂电储能达到55 亿元规模，预计到2020 年将达到87 亿元。LTO电池独特的优点非常适合公交车及储能领域，而钛酸锂负极材料将迎 来供需方面的失衡，市场驱动企业产能释放及新产能的投入。我们所开发的两种 钛酸锂材料电化学性能优越，工艺简单且成本低。未来经过技术放大，进一步孵 化，有望在产业上取得大规模推广生产。 转化方式 合

高性能农业植保无人机锂电池制备技术

技术简介及特点 无人机因其低成本、高机动性等特点，广泛应用于农林植保、巡检、警用安 防、物流运输、探测等方面。农业植保无人机既可喷药，也可喷施叶面肥；既适 用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适用于玉米、棉花、高粱等高秆作物和林 业果树；同时还适用丘陵山区作业，适应性强，易于推广普及应用。不同应用领 域对于无人机的动力供应也提出了不同的需求。农业植保需要负载喷洒药液，相 对于巡检和航拍设备具有更高的载重要求，再加上操作人员素质参差不齐，难以 掌控，作业环境恶劣，对于电池的性能提出了更高的要求。本技术通过对无人机 动力电池正负极材料、隔膜、电解液等的优选，电池制备工艺的改进，开发出成 熟的无人机电池制备工艺。 专利及进展情况 已申请 1项中国发明专利。完成了电池的小批量制备和上机试验工作，电池 性能如下：1.电池能够实现15C 持续放电，25C 脉冲放电；2.1C/5C 循环500 周， 容量保持率＞95%；3.能量密度比市场情况高 5%～20%；4.内阻低至1mΩ 。 产业化前景分析 随着无人机应用领域的逐渐扩大，无人机市场需求逐渐提升，2015 年中国 民用无人机市场销售规模达到 24亿元，预计 2018年将突破 100亿元大关。据预 测，2018年至 2022年植保无人机整机市场空间约 200亿元，植保服务每年市场 空间约 500亿元，到植保服务普及期，仅中国市场空间就将达到万亿元。无人机 市场及服务的发展促进了无人机电池需求量的快速增长，本技术能够满足无人机 的负载飞行，技术成熟，市场需求大，产业化前景广阔。 转化方式 技术转让 合作开发 无人机电池上机试验 高性能钛酸锂材

高性能动力电池关键技术研究及产业化

技术简介及特点 随着全球能源危机和环境污染问题日益突出，发展新能源汽车已在全球范围 内形成共识，欧美等发达国家已相继公布了燃油汽车停售时间表以及新能源汽车 发展规划，新能源汽车势在必行。而动力电池作为新能源汽车的“心脏”，其性 能的优劣严重影响着新能源汽车的推广和应用，世界各国针对未来几年动力电池 的发展均提出了各自的战略规划。2017 年 2 月，工信部、科技部、财政部等联 合发布《促进汽车动力电池发展行动方案（2017）》中指出：“到2020 年，新型 锂离子动力电池单体比能量超过 300Wh/kg；系统比能量力争达到 260Wh/kg。目 前国内相关动力电池企业量产单体电芯能量密度均在260Wh/kg以下，系统在160 Wh/kg 以下，离方案规划目标还有一定距离。为提早达到规划目标，加快动力电 池发展，开发高能量密度同时兼具安全性能的动力电池技术，推动动力电池技术 整体水平的提升，既是保障动力电池产业可持续发展的紧迫任务，也是加快我国 新能源汽车产业发展、取得国际竞争优势的战略举措。 专利及进展情况 已经分别制备出 280Wh/kg 和300 Wh/kg动力电池单体电芯，目前280 Wh/kg 电芯已循环 440周（25℃，0.5C/0.5C)，容量保持90%左右；300Wh/kg 电芯已循 环 100周（25℃，0.5C/0.5C)，容量保持在 97%左右。 产业化前景分析 受益于新能源汽车市场的高速发展，动力电池的需求得以不断提升。我国动 力电池出货量从 2014年的 4.4GWh上升到 2017年的 44.5GWh，CAGR为 116.3%， 预计到 2020 年

硅碳负极材料制备工艺

技术简介及特点 电子设备和电动汽车的快速发展对锂离子电池的容量和能量密度提出了越 来越高的要求。硅材料具有高达 4200mAh/g 的理论容量，储量丰富，嵌/脱锂电 位适中等优势，有望替代石墨成为新一代锂离子电池负极材料。但硅负极在脱嵌 锂的过程中伴随着体积膨胀（高达300%），导致硅颗粒破碎、粉化，使材料失去 活性。由于这种体积效应，硅在电解液中难以形成稳定的表面固体电解质(SEI) 膜，导致充放电效率降低，加速容量衰减。此外，硅自身的电导率不高，倍率性 能差，严重限制硅在锂电池负极材料中的应用。将硅纳米化，制备纳米结构的硅 /碳复合材料，是提高锂电池的负极材料电化学性能的有效方法。本技术以工业 废硅渣为原料，经过提纯、粉碎得到纳米硅，或以市售纳米硅为硅源，与石墨复 合，引入特定的包覆剂和导电剂，使纳米硅均匀分布在石墨表面，形成完整的包 覆结构，解决了硅的循环稳定性差的问题。开发工艺不涉及苛刻条件，易放大制 备。 专利及进展情况 已申请 4项中国发明专利。制备的硅碳材料具有优异的电化学性能，可实现 容量为 400－550mAh/g 硅碳的公斤级制备，首效>90%，0.5C 循环200 周容量保 持率>90%。600mAh/g 以上硅碳材料首效>85%，0.5C 循环100 周容量保持率>80%。 产业化前景分析 据统计，2017年中国锂电池硅碳负极材料产量已经超过 1500吨，同比增长 超过 130%。但从来目前市场总体产量来看，仍相对较小，在全年锂电负极材料 总产量中仅占比 1%，整个锂电硅基材料行业仍处于积极建设时期。预计到2020 年，负极材料的需求量将达到 29.3

高性能高镍正极材料制备工艺

技术简介及特点 随着便携式电子产品的普及应用以及EVs、HEVs 等动力汽车的发展，锂离子 电池正极材料不断突破自身的瓶颈向高容量、长寿命和安全稳定等方向发展。高 镍系正极材料Li(Ni M )O 成本较低、容量高且环境友好，受到越来越多的关注。 x 1-x 2 但此类材料在实际应用中存在一些亟待解决的问题：高镍材料的表面pH值、残碱 含量高，造成加工和存储困难，所制备电池胀气严重；伴随着循环过程，材料微 观结构发生变化，最终导致容量衰减和循环性能变差。本技术通过离子掺杂和表 面包覆相结合的手段，结合煅烧工艺和改性工艺的优化改进，从材料“内部”和 “外部”综合提高材料的电化学性能。 专利及进展情况 申请发明专利 1项。针对高镍正极材料存在的问题，本技术通过材料煅烧工 艺和改性工艺的开发，对材料性能进行优化，0.2C 倍率下，高镍材料的放电比 容量均达到 200mAh/g 以上；0.5C 倍率下，放电比容量均达到 190mAh/g 以上； 0.5C/0.5C 循环 100 周容量保持率在 88%以上，材料表面的 pH 值稳定在 11.85 以下。与企业材料性能对比，有较大的优势，目前已成功进行了公斤级放大试验。 产业化前景分析 按照国家动力电池技术路线图的规划，2020 年动力电池能量密度要达到 300Wh/Kg 的目标，拥有更高能量密度的三元材料已成为主流技术路线。2017年 新能源汽车推荐车型目录中专用车 64%使用三元锂电池，乘用车中 77%使用三元 电池。随着国家对新能源汽车的能量密度要求逐年提高，未来三元材料的市场比 重将有望持续提升。因此，高镍三元材料成为动力电池企业

离子液体高压电解液技术

技术简介及特点 目前商业化电解液虽能满足一般动力电池的需求，但仍存在电化学稳定性不 足、安全性差、有泄露风险、并进一步引发起火爆炸等的问题，但由于凝胶、固 态电解质尚不成熟，近期内液态电解液仍将通知市场。而离子液体作为改善安全 性、提高电化学稳定性的有效手段，也是高压电极材料应用的决定性因素。过程 所通过将近十年的开发，已成功制备出稳定电压在 5V 以上、安全性能大幅度改 善的离子液体高压电解液，并已在河南实现规模化生产。其成本与目前商业化高 端电解液相近，但适用于 300Wh/kg级高能量密度电池，可有效支撑高性能动力 电池行业的快速进步。 专利及进展情况 申请专利 16项，已授权 8项。2014 年1 月已通过科学院组织的成果鉴定， 与会专家一直认为该成果“国际领先”。 产业化前景分析 截止到 2017 年，我国电解液的产销量已实现连续数年的快速增长，平均年 增幅在 20%以上，未来随着节能减排压力的增大、国家开始制定燃油车退市时间 表，电动汽车必将迎来快速发展，相应的，电解液作为动力电池的重要组成部分， 相应的市场空间也相当巨大。虽然我国电解液企业众多，但高端产品市场仍有空 间。而过程所相关技术不仅具有更高的电化学稳定性，其安全性也更佳，因此市 场潜力巨大。 转化方式 技术转让 许可使用 合作开发 5000吨/年离子液体电解液生产装置 固体燃料解耦燃烧技术

包覆改性新技术

技术简介及特点 装备高镍三元层状过渡金属氧化物正极材料和高容量硅碳负极材料的下一 代锂离子电池被认为是电动汽车未来持续发展的关键，本项目针对高镍三元材料 和硅碳复合材料存在的循环不稳定和倍率性能差等问题，基于流态化技术和化学 气相沉积原理，兼具流化床传热传质优异和化学气相沉积均匀等优点，设计开发 了锂离子电池电极材料流态化气相包覆改性新技术，实现了不同粉体表面包覆设 计，降低了传统气相沉积工艺的反应温度，提高了包覆效率，研发出了适合于工 业中连续规模化生产的电极材料流态化气相包覆改性新技术，实现了高镍三元材 料粉体表面氧化物包覆和硅碳复合材料粉体表面碳包覆。新工艺较传统电极材料 粉体包覆工艺成本降低了 50%。 专利及进展情况 目前已申请发明专利 2项。 产业化前景分析 中国新能源汽车发展迅猛，动力锂电池需求旺盛。2017 年动力电池出货量 为 36.2GWh，2018 年和 2020 年的动力电池需求量分别为 47GWh 和 97GWh。国家 对新能源汽车补贴方案间接引导电极材料体系的升级，具有性能优势的高镍三元 层状过渡金属氧化物正极材料和高容量硅碳负极材料成为产业化热点，对高镍三 元材料和硅碳复合材料的包覆改性已成为电极材料研发领域的热点之一。本项目 开发出锂离子电池电极材料流态化包覆改性新技术，通过包覆体系设计和工艺参 数优化可实现高镍三元材料粉体表面氧化物包覆和硅碳复合材料粉体表面碳包 覆，包覆均匀且含量可控（0.1﹣3%），工艺简单，较现有传统工艺包覆效果改善 明显，成本大幅降低。该技术环境友好、节能减排和社会经济效益显著，具有良 好的推广应用前景。 转让方式 技术

再生利用成套技术

技术简介及特点 本项目将利用电池拆解企业、电池梯级利用企业及电池生产企业产生的废磷 酸铁锂正极粉为原料，经高效酸解、深度除杂、介质循环、液相合成等核心技术 突破，化学再生制备成性能良好的磷酸铁锂正极粉，并销售给电池生产企业。本 项目可实现磷酸铁锂正极材料中 Li、Fe、P 的全利用，且介质再生循环，无三废 排放，全过程绿色、清洁。经济效益可观。 专利及进展情况 本项目已完成小试，获得的磷酸铁锂正极粉产品经第三方检测，其电化学性 能达到国家相关标准要求。项目目前已申请有 4项中国发明专利。 产业化前景分析：动力电池材料主要有三元材料和磷酸铁锂。因三元正极材 料含有镍、钴等稀贵金属，价格高，因此已有回收技术多集中于三元材料的回收， 回收技术已相对成熟，目前已有规模化的回收企业；而磷酸铁锂正极材料主要含 有 Li、Fe、P等元素，价值相对较低，尚无规模化回收企业。即将报废的锂离子 动力电池 70%以上为磷酸铁锂电池，市场机遇好。本项目市场空间可达百亿/年 规模。本项目核心技术还可拓展应用于三元材料的化学再生。 转化方式 技术转让 许可使用 锂离子电池电极材料流态化气相 包覆改性新技术

机器人关节电机项目

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）

>350Wh/kg动力锂电池工程化项目

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）

退役三元动力电池循环利用技术

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）