中國(guó)粉體網(wǎng)訊  2019年1月8日，2018年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂圓滿落幕，在此次大會(huì)上，劉永坦、錢七虎獲2018年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。小編注意到其中“國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)”里有兩項(xiàng)是關(guān)于電池技術(shù)的，分別是《高安全性、寬溫域、長(zhǎng)壽命二次電池及關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化》和《磷酸鐵鋰動(dòng)力電池制造及其應(yīng)用過程關(guān)鍵技術(shù)》。

據(jù)悉，在863計(jì)劃等國(guó)家項(xiàng)目支持下，以鐘發(fā)平博士為首的科研隊(duì)伍經(jīng)過十余年的自主創(chuàng)新和研發(fā)，研制出的高安全性、寬溫域、長(zhǎng)壽命二次電池及其關(guān)鍵材料，實(shí)現(xiàn)了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。高性能二次電池及材料的研制生產(chǎn)技術(shù)具有很高的難度，這也是《高安全性、寬溫域、長(zhǎng)壽命二次電池及關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化》項(xiàng)目能獲獎(jiǎng)的主要原因。

眾所周知，2018年最熱的動(dòng)力電池當(dāng)屬三元鋰電池，那么磷酸鐵鋰動(dòng)力電池何以獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)？

磷酸鐵鋰正極材料是一種安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)，并且環(huán)境友好的材料，為了迎合市場(chǎng)發(fā)展，使磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在未來新能源汽車，特別是大型交通運(yùn)輸工具及大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用中長(zhǎng)期發(fā)揮作用，對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化是非常必要的。此次獲獎(jiǎng)的磷酸鐵鋰項(xiàng)目主要有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，小編認(rèn)為這也是本次獲獎(jiǎng)的根本原因。

1、磷酸鐵鋰材料合成與改性新工藝 

①合成高品質(zhì)磷酸鐵鋰正極材料

此項(xiàng)目首次提出以單質(zhì)鐵和磷酸鐵為鐵源的原子經(jīng)濟(jì)性合成反應(yīng)：

Fe+2FePO₄+Li₃PO₄·0.5H₂O=3LiFePO₄+0.5H₂O

并在反應(yīng)過程中添加蔗糖以及聚吡咯等碳包覆工藝獲得LiFePO₄/C復(fù)合正極材料，比容量達(dá)到165mAh/g，接近理論容量170mAh/g。

②對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行改性

此項(xiàng)目發(fā)展了從納米球形磷酸鐵鋰合成到高溫碳融合的連續(xù)化納米磷酸鐵鋰合成工藝，從而提升了磷酸鐵鋰材料倍率特性和循環(huán)穩(wěn)定性。

2、磷酸鐵鋰動(dòng)力電池設(shè)計(jì)與制造過程優(yōu)化

①優(yōu)化磷酸鐵鋰電池材料體系

此項(xiàng)目通過發(fā)展與完善硅基負(fù)極材料提升電池的能量密度，率先引入四元溶劑體系，分別開發(fā)出阻燃型和低溫型電解液及凝膠態(tài)電解液，從而改善了電池首次庫倫效率和低溫充電特性。

②優(yōu)化電極制造過程

此項(xiàng)目提出多元正極活性組分混合概念，將磷酸鐵鋰與其他活性組分與碳納米管或石墨烯結(jié)合，提高電池性能容量；通過鋁箔預(yù)涂納米導(dǎo)電碳底等手段提高正極性能，減少正極片脫落，以提高電池生產(chǎn)批次一致性。

3、電池狀態(tài)預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建

此項(xiàng)目基于電池反應(yīng)傳遞機(jī)理及運(yùn)行特性分析，建立了電池荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀態(tài)（SOH）和功率狀態(tài)（SOP）預(yù)測(cè)機(jī)理模型，開發(fā)了基于開路電壓（OCV）模型及其全局優(yōu)化的求解技術(shù)（模型通過美國(guó)宇航局標(biāo)準(zhǔn)電池?cái)?shù)據(jù)庫驗(yàn)證，證實(shí)模型SOC預(yù)測(cè)精度高，誤差小于1%）。將相關(guān)模型運(yùn)用于電池管理系統(tǒng)開發(fā)，并提出電池模組和動(dòng)力系統(tǒng)總成設(shè)計(jì)新技術(shù)，開發(fā)出用于平衡電網(wǎng)的大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)。

參考來源： 2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)擬推薦項(xiàng)目公示、中國(guó)青年網(wǎng)、材料科學(xué)與工程、電池中國(guó)