全锂以赴-以废弃含铬革屑成多孔纳米炭级锂电池负极材料

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我国锂离子电池产业经过近多年地快速发展,已经逐步发展成为世界锂离子电池行业大国,产量占世界总量的73%,年均出口创汇达650多亿美元,居于我国高科技前沿行业首位。但是,锂电池产业的迅速发展,也造成了严重的环境污染、资源浪费和生态破坏。 项目团队历经多年不懈努力,成立山东省言罡新能源技术有限公司,并将含铬废弃物原位生长聚吡咯,高温炭化,延长锂电池使用寿命;纳米炭中增加活性点,使其储能量大幅增加;热相变材料与超支化阻燃剂协同,提高锂电池热稳定性等技术应用于以废弃含铬革屑成多孔纳米炭级锂电池负极材料生产中,力图解决功率密度较低、寿命短、重量大、阻燃性差、制造过程容易污染环境、市场销售价格偏高等“卡脖子”关键问题。中国轻工业联合会专家鉴定认为:本技术对于新能源行业产业结构调整、转型升级具有重要意义。 该技术解决了当今市场锂电池生产过程中:a.功率密度较低:铅酸蓄电池的功率密度较低,因此输出功率也较低。b.锂电池生产污染严重:制造企业的生产作业场所存在大量铅尘、铅烟、酸雾等污染物,对人体有毒副作用和致癌性,对于这些有害废气应采废气处理设备处理废气才能安全排放。c.重量大:与其他类型的蓄电池相比,同等容量的铅酸蓄电池体积较大,重量较重。d.制造成本高:当前市场锂电池的负极材料以石墨为主,制造成本高。该技术将含铬废弃物原位生长聚吡咯,高温炭化,延长锂电池使用寿命;纳米炭中增加活性点,使其储能量大幅增加;热相变材料与超支化阻燃剂协同,提高锂电池热稳定性。经过实验检测,本产品性能远超于市场上具有的锂电池负极材料,通过一系列操作后的废弃皮革,同时具有含炭量高,电容性好,不易老化等一系列优点,同时也具有高电导率的特点,突破技术壁垒。 项目团队将含铬废弃物改性成多孔炭,经过处理成纳米炭,插入锂电池负极生成纳米炭电极,进而提供给下游电池企业,形成新型的纳米级锂电池,不仅解决了含铬皮革废物的处理困难,污染环境问题,而且有效地提升了锂电池的性能,多孔纳米炭由于具有短程的炭微晶和扩大的层间距,且存在大量的纳米孔道和缺陷,能极大缩短锂离子的传输距离,并提供丰富的活性位点,使其同时具备较高的电子电导率和离子电导率,此外,还可以通过造孔使多孔纳米炭内部具有更加合理的孔结构,进一步缩短锂离子传输路径,加快充放电速度。超支化阻燃剂与热相变材料协同作用,缓释锂电池散发热量,提高其阻燃性至最高级。纳米级导热材料采用赤藓糖醇和纳米碳复合,其能在电池散热时吸收热量,使其具有更多的无序结构和活性点,在低温下具有良好的离子传导能力,具有快充性能,并与超支化阻燃剂协同,燃点达到了质的提高。 本团队依托国家制革技术研究推广中心,拥有一大批具有丰富经验的优秀科研工作者,团队已授权发明专利2项,在申请发明专利8项,成果也在国内外重要学术期刊上发表论文2篇,科研力量雄厚,受到政府和行业的双重认可。 在烟台市成立山东省言罡新能源技术有限公司,预计成立第一年营业收入将达到420万元,预计未来五年营业收入将达到6500万元。 本项目于第十届山东省科技创新大赛中荣获省级三等奖。