长寿命储能电池新技术.pptx

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1、1,长寿命储能电池新技术,掌握材料 掌握未来,有国际影响力的新材料研发南方基地国家物质科学研究的重要组成部分粤港澳交叉开放的新窗口,松山湖材料实验室规划图,宗旨,定位,2018年由中国科学院物理研究所牵头建设,四大板块（1280人）,1个系列论坛2支学者基金,25个样板工厂团队35家产业化公司,3大公共技术子平台+1个电镜中心1个大科学装置,26个前沿团队,科技发展公司产业育成中心,4,5,6,新型储能项目中锂离子电池占比97.3%其中几乎100%采用磷酸铁锂电池，磷酸铁锂几乎100%由中国企业生产。,磷酸铁锂电池是最主流的新型储能技术,7,工信部推动新型储能制造业高质量发展，培育千亿元规模企

2、业35家,国外储能行业发展概况截至2023年，国外储能产业相关政策逐步落地，全球整体发展高速增长。根据EIA统计，美国2023年储能装机约4.6GW，同比增长约21%，同时政府为解决电网设施老旧问题，推出改革措施简化手段，有助于推动储能项目开展。欧洲市场能源不断转型，英国、意大利以及德国新增多个储能项目。英国计划将19个电化学储能项目并网时间平均提前于原先协议时间四年推动项目加速。欧盟对多个国家地区发布储能资金补助，以加快项目规划建设进度。此外，亚非拉等发展中国家近年装机持续增长。根据IRENA数据，2019-2022年非洲光伏与风电装机的复合年增长率（Compound Annual Grow

3、th Rate，CAGR）分别从9.63%增长至11.61%，东南亚国家分别从36.16%增长至52.18%,8,9,（1）电力储能项目稳态增长。（2）新型储能技术高速发展。（3）电化学储能商业化市场不断扩大。,储能行业总体发展趋势,根据沙利文数据，2018-2022年，全球/中国磷酸铁锂正极材料复合年增长率为88.4%/88.7%；沙拉文预测，2024-2027年，全球/中国磷酸铁锂正极材料复合年增长率为20.9%/19.0%。按2027年全球/中国磷酸铁锂正极材料需求量400/370万吨。,磷酸铁锂电池具有万亿级市场规模,1 A.K.Padhi,et al.,J.Electrochem.S

4、oc.144(1997)1188.2 N.Ravet,et al.,E S Fall Meeting,Hawaii(1999)Abs.127,J.B.Goodenough,LiFePO4作为正极材料1,1997,1999,M.Armand,碳包覆2,磷酸铁锂正极材料发明人,尽管使用高镍含量正极的电池能量更高，但在过去十年的大部分时间里，中国公司都青睐磷酸铁锂。中国最初关注磷酸铁锂背后的驱动因素很复杂，不在本文的范围内，但这与过去十年初结束的LFP许可的法律诉讼战有很大关系。,胶体电池技术1正极加锂技术,2Li4SiO4+S6Li+2SiO2+Li2SO4+6e-一个全新的加锂反应机制，推动磷酸

5、铁锂电池产业脱卷升级,Li4SiO4S加锂材料在电池中的锂缓释机理,基于新科学发现的首创缓释型正极加锂材料和技术提升储能磷酸铁锂电池循环寿命,加锂容量高、电池不产气、倍率性能优、寿命提升200%,核心材料技术正极加锂材料,胶体电池技术2原位聚合胶体电解质,在电极表面原位形成聚合物胶体电解质，提升电池安全性，降低内阻,添加剂S在电池中通过原位氧化还原反应，在电极表面形成聚合物胶体电解质,1、还原过程,原位聚合胶体电解质反应原理,硫元素扩散到负极，通过还原途径转化为多硫化物Sn2-，并于电解液中的EC反应，在负极形成类似聚氧化乙烯PEO的聚合物胶体电解质,Tian,Armand,Zhang,Hua

6、ng,J.Am.Chem.Soc.2022,144,15100-15110.,元素硫通过正极一侧的氧化途径生成硫酸烷基酯(R-OSO,OLi)，并扩散到负极上。,2、氧化过程,胶体磷酸铁锂电池技术难点,技术难点1解决正极加锂材料分解产气，磁性杂质残留问题,松山湖材料实验室开发的Li4SiO4S正极加锂材料体系，解决了正极加锂技术应用难题,正硅酸锂加锂材料体系优势：加锂容量高 电池不产气 无有害残留,胶体磷酸铁锂电池技术难点,技术难点2解决固体电解质界面兼容性差、内阻大的问题,松山湖材料实验室开发的原位胶态化技术，解