高比特性锂硫电池.pdf

科技进步奖公示： 项目名称 高比特性锂硫电池技术 提 名 者 中国科学院沈阳分院 提名意见 高比能电池是国之重器，也是解决电动车“里程焦虑”的关键技术之一。因 此，高比能电池技术关乎国家安全，是具有国家意义的技术制高点。在目前已知 的全部由固态元素组成的电池体系中，锂硫电池具有最高的比能量。但是，电池的 实际应用受制于电池材料和电池技术等诸多问题。 中科院大连化物所面向国家需求深耕核心技术，自主研发了锂硫电池关键材料 和关键技术，持续提升了电池的比能量，目前达到 609Wh/kg，始终处于国际领先 水平；研制出目前国际上最大的锂硫电池系统并进行了示范运行；持续提升锂硫电 池综合性能，电池安全性满足国军标要求；实现了电池技术的转移转化，与中科派 思储能技术有限公司合作完成电池中试生产技术开发，在大连市建成目前国际上最 大的锂硫电池生产线。 由化物所研制、中科派思生产的锂硫电池组产品成功应用于太阳能无人机的动 力电源，于 2018 年 10 月 31 日实现大翼展无人机首飞。这将为我国临近空间的应 用提供重要的能源保证。颁布了我国第一个锂硫电池专业化标准《锂硫电池及电池 组第 1 部分 电性能要求和试验方法》 （DB21/T 3102.1-2019）和《锂硫电池及电池 组第 2 部分 安全性能要求和试验方法》 （DB21/T 3102.1-2019）辽宁省地方标准， 引领锂硫电池技术发展的同时，规范锂硫电池行业发展，将为省经济发展做出应有 的贡献。 提名该项目为辽宁省科技进步奖一等奖。 面向我国发展临近空间技术和电动汽车技术等对先进二次电池的重大需求， 本项目研发了高比特性锂硫电池和电池组技术，开发了电池工业化生产技术和装 备技术。所生产的锂硫电池产品应用于大翼展无人机动力电源。 主要技术内容：锂硫电池关键材料的设计及制备技术，包括高比能硫/碳复合 正极材料、高载量硫正极技术、高安全电解质和功能隔膜技术，以及关键材料的 工业化制备技术；锂硫电池技术及电池的工业化生产技术和装备技术；锂硫电池 项目简介 成组技术及电池管理系统；锂硫电池组的应用技术等。 本项目围绕关键电极材料和电池技术开发，进行了自主知识产权的专利布 局。申请发明专利 22 项，目前已授 5 项。项目开发的高比能硫/碳正极材料放电比 容量大于 1300mAh/g（S），电池比能量达到 609Wh/kg，1kWh 锂硫电池组比能量 332Wh/kg，为国内外报道的最高值；研制出国内首套 12kWh 锂硫电池组，并与太阳 能电池进行联合发电示范。项目研制的高比能锂硫电池已与多家单位合作，为其 无人机提供长航时锂硫电池组。 （1）中国轻工业联合会成果鉴定结论：项目技术总体达到国际先进水平，其中能 客观评价 量密度达到国际领先水平； （2）第三方测试报告； （3）应用证明； （4）查新报告；等。 推广应用情况 为中国科学院等多家单位提供临近空间无人机用锂硫动力系统；为国家重要部门 提供携行式锂硫电池组；与电动车企合作开发车用电池组。 （公示姓名、排名、行政职务、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目贡献） 主要完成人 情况 陈剑/1/研究组长/研究员/大连化物所/大连化物所/制定技术方案、进行学术指导 王崇/2/研究骨干/副研究员/大连化物所/大连化物所/电池技术开发 陈浩/3/研究骨干/助理研究员/大连化物所/大连化物所/电池工艺开发 郭德才/4/研究骨干/副研究员/大连化物所/大连化物所/关键材料研制 徐磊/5/研究骨干/助理研究员/大连化物所/大连化物所/电池工艺 戴明/6/技术部经理/工程师/中科派思/中科派思/电池生产工艺 陈丽芳/8/产品经理/工程师/中科派思/中科派思/电池生产工艺 赵子祯/7/研发部经理/工程师/中科派思/中科派思/电池生产工艺 张治一/9/生产总监/高级工程师/中科派思/中科派思/电池生产装备技术 张丽辉/10/研究骨干/大连化物所/大连化物所/关键材料研制 主要完成单位 及创新推广贡 献 中科院大连化物所深耕锂硫电池关键材料和电池关键技术的研究和开发，持续 提升了锂硫电池的比能量，目前达到 609Wh/kg，始终处于国际领先水平；电池安 全性满足国军标要求；提升锂硫电池综合性能，实现电池技术转移转化；与中科派 思储能技术有限公司合作完成电池中试生产技术开发，建成目前国际上最大的锂硫 电池生产线。由化物所研制、中科派思生产的锂硫电池组产品成功应用于太阳能无 人机的动力电源，于 2018 年 10 月 31 日实现驱动大翼展无人机成功首飞。 完成人合作关 系说明 中科院大连化物所负责锂硫电池应用基础和工程基础研究，深耕锂硫电池关键材 料和关键技术，开发出领先的锂硫电池材料和电池技术。所研制的锂硫电池的比能 量和比功率国际领先。 中科派思储能技术有限公司是化物所以锂硫电池技术出资，与派思投资股份有限 公司成立的合资公司，负责锂硫电池工业化生产技术及其装备的开发，以及锂硫电 池的市场推广。 主要知识产权证明目录（不超过 10 件） 序 号 知识 产权 类别 1 2 知识产权 具体名称 发明 一种硫电 极及其制 备和应用 发明 一种锂二 次电池用 功能化离 子液体电 解质 国家 （地 授权号 授权日期 ZL201110216 862.4 2015 年 6 月3日 证书编号 区） 中国 中国 ZL201210549 995.8 2015 年 4 月 22 日 1685973 权利 人 中科 派思 中科 派思 1639818 发明人 发明 专利 有效 状态 陈剑， 庄鑫， 廖文明 有效 刘青 山，陈 剑，王 崇 有效 3 4 发明 一种固相 法合成含 氮硫多级 孔炭的方 法 发明 一种硫碳 复合粉体 材料的制 备方法及 粉体材料 和应用 发明 一种离子 掺杂的磷 酸锗锂基 固体电解 质的制备 方法 中国 中国 ZL201510918 904.7 ZL201510080 480.1 2018 年 10 月 30 日 2018 年 10 月 30 日 中科 派思 3129191 郭德 才，陈 剑，陶 韬，孙 春水 有效 3126582 中科 派思 陈剑， 刘颖 佳，郭 德才 有效 刘 颖 佳，陈 剑 有效 中国 ZL201410783 504.5 2018 年 4 月3日 2869415 中科 院大 连化 物所 实用 新型 一种制作 锂硫电池 的叠片模 具 中国 ZL201820235 805.8 2018 年 2 月9号 7774813 中科 派思 纪中波 有效 实 用 新型 一种锂硫 电池组的 散热保温 结构 中国 ZL201820274 911.7 2018/2/2 7 7972332 中科 派思 汪小山 有效 实 用 新型 一种满足 锂硫电池 注液一致 性的结构 中国 ZL201820274 912.1 2018/2/2 7 7866774 中科 派思 陈丽芳 有效 9 实 用 新型 一种适用 于锂硫电 池的极耳 固定结构 中国 ZL201820275 355.5 2018/2/2 7 7811978 中科 派思 赵子祯 有效 10 实 用 新型 一种电芯 极耳的整 形夹具 中国 ZL201820278 385.1 2018/2/2 7 7797920 中科 派思 杨帆 有效 5 6 7 8