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1、报告期内主要研究开发项目的基本情况说明1、各种新产品研究与开发内容广泛，涵盖方方面面。主要项目有：1）锰酸锂 B 品电池用电解液的开发相对于 LiCoO2，锰酸锂具有明显的成本优势。这种材料在室温环境下具有良好的循环寿命，因此这种正极材料在对电池成本非常敏感的应用领域比如东南亚和非洲的数码电器中具有较大的市场空间，国内的低端电池（即 B 品电池）逐步采用锰酸锂作正极材料。 锰酸锂有两个比较大的缺点，一是高温性能比较差，这主要是在高温环境中 Mn2+比较容易在电解液中溶解，导致锰酸锂结果破坏；二是锰酸锂易与电解液中 HF 反应，导致容量衰减快，因此它对电解液中的酸度要求较高，这对电池的制备环境提
2、出了较高的要求。本项目的目的就是研究电解液的各功能组分与这种复合材料的兼容性，开发出性能优良的配方弥补它的这两个缺点。锰酸锂的市场价格相当于 LiCoO2 的十分之一，因此具有非常大的竞争力，如果能开发出与之配套的电解液，使其在循环性能和高温性能方面的缺点得到弥补，这种电池在对电池容量要求不高、对电池成本特别敏感的发展中国家具有较大的吸引力，它将逐步取代LiCoO2，因此对应的电解液将会有较大的市场前景。该项目预计时间 2010 年 1 月12 月，实际起止时间 2010 年 1 月12 月，研发经费预算金额 220 万元，实际研发支出 222.98 万元，其中：人员人工 37.86 万元，直
3、接投入121.39 万元，折旧费用 55.45 万元，其他费用 8.28 万元。 （该部分仅供参考）2）新型锂盐 LiBOB 的应用研究运用循环伏安(CV)电化学方法研究了含和不含 LiBOB 的电解液的电化学行为. 结果表明，LiBOB 优先于溶剂分子在石墨电极上还原.研究比较了含和不含 LiBOB 的电解液的锂离子电池的循环性能、高温和低温放电性能. 结果表明， LiBOB 的加入提高了电池的循环性能和高低温放电性能。a 通过不同方法平行合成 LiBOB 样品,与进口商品化 LiBOB 进行对比测试；b 通过不同的电极（人造石墨，天然石墨，Pt）及不同的 LiBOB/LiPF6 配比进行L
4、SV，CV 电化学扫描，表征其在不同体系电池中的相容性及最佳用量；c 通过不同体系的电池与不同配方电解液的测试对比，找出适用于不同电池体系电解液配方；d 与常规纯 LiPF6 体系电解液对比，在以 LiPF6 为基体锂盐的电解液中添加双乙二酸硼酸锂（LiBOB） ，能够提高锂离子电池的循环稳定性和高低温放电性能在以人造石墨为负极的电池中表现更为显著，而在天然石墨为负极的电池中 LiBOB 的加入量在 1%时即可，加入量增大会影响电池的性能. 电池性能的提高是 LiBOB 在负极形成致密 SEI 膜的结果，而由 LiBOB 在负极所形成的 SEI 膜比 LiPF6 在负极形成的 SEI 膜具有更
5、好稳定性和特别是高温稳定性，另外由于 LiBOB 优先于溶剂分子在石墨电极上发生还原，形成稳定的 SEI 摸，抑制了 PC 的共嵌、减少了电解质的分解，因此，可以大大提高 PC 溶剂在电解液中的用量，从而大大拓宽了锂离子电池的温度范围。该项目预计时间 2010 年 1 月12 月，实际起止时间 2010 年 1 月12 月，研发经费预算金额 230 万元，实际研发支出 218.55 万元，其中：人员人工 39.58 万元，直接投入112.34 万元，折旧费用 57.97 万元，其他费用 8.66 万元。 （该部分仅供参考）3）锂离子电池用电解液新型防过充添加剂 C1 的应用研究LSV，CV 测
6、试，高温 LSV 测试及不同体系的商品电池对 C1、CHB 及传统过充添加剂 BP进行一系列的对比测试，结果表时：添加剂 C1 与传统防过充添加剂 BP 相比较，容量发挥提高约 1.25%,循环容量保持率提高 14.1%,低温性能提高 19%,倍率放电提高 3%,高温性能厚度澎胀率降低 2.9%;新型添加剂 C1 的使用,提高了大容量,高功率型电池安全性及耐用性。该项目预计时间 2011 年 1 月12 月，实际起止时间 2011 年 1 月12 月，研发经费预算金额 130 万元，实际研发支出 118.55 万元，其中：人员人工 19.58 万元，直接投入62.34 万元，折旧费用 37.9
7、7 万元，其他费用 8.66 万元。 （该部分仅供参考）4）锂离子电池用电解液新型防过充添加剂 C2 的应用研究：BP 做为添加剂加入至电解液后,可能会造成电解液的变色,并且,BP、CHB 加入电解后,对电池的低温放电性能造成很大的负面影响。另外,从实际的测试过程中发现,BP 及 CHB 的加入对电解液的高温性能及循环性能也有较大的负面影响.于是我们开发了 C1 做为新的电解液过充添加剂,但是,C1 是属于受禁物品,供应存在一定的限制.因此,选用了与 C1 有相类似结构的 C2 作为新型过充添加剂来进行研究. 而 C2 的加入影响了电池的循环稳定性,本课题首次提出在 C2 电解液中加入成膜添加
8、剂氟代碳酸乙烯酯(FEC),并研究了复合添加剂使用后电池的过充保护行为和对电池综合电性能的影响。该项目预计时间 2011 年 1 月12 月，实际起止时间 2011 年 1 月12 月，研发经费预算金额 80 万元，实际研发支出 76.28 万元，其中：人员人工 10.44 万元，直接投入46.58 万元，折旧费用 17.50 万元，其他费用 1.76 万元。 （该部分仅供参考）5）锰酸锂+三元材料复合正极用电解液的开发：相对于 LiCoO2，锰酸锂和三元（LiNi1-X-YCoYMnX O2）材料，特别是锰酸锂具有明显的成本优势。这两种材料在室温环境下具有良好的循环寿命，只是锰酸锂的容量低。
9、因此这种复合正极材料在对电池成本非常敏感的应用领域比如东南亚和非洲的数码电器中具有较大的市场空间。 但是高温性能比较差是这两种材料的共同缺点，特别是锰酸锂。本项目的目的就是研究电解液的各功能组分与这种复合材料的兼容性，开发出性能优良的配方弥补它们的缺点。锰酸锂+三元复合材料相对 LiCoO2 具有明显的成本优势，价格不到 LiCoO2 的一半，如果能开发出与之配套的电解液，使其在循环性能和高温性能方面的缺点得到弥补，这种电池在对电池容量要求不高、对电池成本特别敏感的发展中国家具有较大的吸引力，它将逐步取代 LiCoO2，因此对应的电解液将会有较大的市场前景。该项目预计时间 2011 年 1 月
10、 12 月，实际起止时间 2011 年 1 月12 月，研发经费预算金额 430 万元，实际研发支出 423.41 万元，其中：人员人工 56.09 万元，直接投入263.77 万元，折旧费用 94.07 万元，其他费用 9.48 万元。 （该部分仅供参考）6）锂离子电池用低温型电解液开发对于液态锂离子电池而言，电解液的组成与电极界面化学性质密切相关，电解液组成的优化可以从根本上改善锂离子电池的低温放电性能乃至对电极材料的性能及电池的综合电化学性能产生至关重要的影响。与改善电极界面性质相比，优化电解液组成方法更为简单易行，电解液组成的优化可以从根本上改善锂离子电池的电化学特性，对电极性能的改善
11、和提高必然更为有效，是实现锂离子电池碳负极/电解液的相容性，提高锂离子电池寿命、比能量、高低温放电性能的重要手段. 许多高新技术应用比如说军事和航空航天计划的应用都要求锂离子电池在环境温度-40下仍能正常工作，室外用电子仪器设备在不断的小型化和轻便化，如笔记本电脑、数码照相机、手机和无绳电话等要求锂离子电池能在环境温度-20 下正常工作，然而，目前商品化的锂离子电池并不能完全满足要求，一般来说，当锂离子电池的工作环境温度下降至-20时，放电比容量和功率都会急剧下降。目前，商品的锂离子电池中应用最广泛的非水液态电解液是将导电锂盐 LiPF6 溶解在碳酸乙烯酯（EC）为基础的二元或三元混合溶剂中，
12、这些溶剂一般是链状碳酸酯系列，包括：二甲基碳酸酯（DMC ） 、二乙基碳酸酯（ DEC） 、甲基乙基碳酸酯（EMC）等. 然而由于EC 具有较高的熔点（36.4 ） ，使电池的使用温度范围受到限制，已经很难满足实际应用的需要。碳酸丙烯酯（PC）具有与 EC 类似的结构与性质，但具有较低的熔点（-48.8） ，能够有效降低溶剂体系的共熔点，抑制 EC 在低温时结晶析出，提高锂离子电池的低温性能。但 PC 一般并未用作锂离子电池电解液的主要溶剂组分，原因是 PC 容易与锂离子一起向石墨负极共嵌，使石墨发生剥落，导致锂离子电池循环性能显著下降。本项目在查阅了大量国内外文献资料的基础上，根据目前锂离子
13、电池发展趋势的要求，研究通过调整溶剂配比和加入添加剂的方法来改善 PC 基电解液中石墨电极的界面性质，将 PC 应用于锂离子电池电解液中,另外再通过开发新型低冰点及低粘度的共溶剂,低温电导率较高粘度较低的新型锂盐,加入成膜添加剂改善 SEI 膜的低温阻抗和导电性。该项目预计时间 2011 年 1 月2011 年 12 月，研发经费预算金额 250 万元，实际研发支出 228.49 万元，其中：人员人工 25.76 万元，直接投入 153.08 万元，折旧费用 46.83万元，其他费用 2.82 万元。 （该部分仅供参考）7）新型聚合物电解液的开发目前已经在研究的聚合物电池的制备方法主要有以下3
14、种：a、涂膜法：将高聚物溶解在THF、DMF或乙睛溶剂中，然后加入含有锂盐的液态电解质，待完全混合均匀后，将溶液浇铸在玻璃、特富龙塑料薄膜上或直接涂布在PE隔膜的两面，在室温下干燥直到溶剂完全挥发为止，就制得了凝胶聚合物电解质膜；b、现场聚合法：即将单体、交联剂、液态电解质和引发剂直接混合均匀，然后注入电池，真空焊封，最后通过加热或UV聚合形成凝胶聚合物电解质； c、预聚合法：先将单体、引发剂和液态电解质进行预聚合，然后将未反应的单体减压除去，接着再加入交联剂和引发剂，真空注入电池中并焊封，最后加热或UV聚合形成凝胶电解质；以上第1种方法已经商品化，但对制备工艺、设备等有很高的要求，从而造成产
15、品成本很高；第2 、3 种方法制备的聚合物电池由于有单体和引发剂的残留，造成电池性能急剧下降，因些目前只处在研究阶段。本课题基于聚合物电解液存在的以上问题，将从以下几点开展工作：1、提出了全新的聚合物电解液的制作工艺，即将具有较大粘结性的聚合物类似于添加剂的方法直接加入到液态电解质溶液中；2、 筛选适用于锂离子电池的聚合物材料；3、 调节电解液配方组成，弥补聚合物电解质的缺点；4、开展聚合物电解液的中试、产业化生产艺及产品测试方法的研究。该项目预计时间 2012 年 1 月 2012 年 12 月，研发经费预算金额 270 万元，实际研发支出 255.24 万元，其中：人员人工 27.82 万
16、元，直接投入 173.81 万元，折旧费用 50.57 万元，其他费用 3.04 万元。 （该部分仅供参考）8）高容量正极材料电池用电解液根据目前市场上高容量电池普遍存的高温性能特别是高温储存性能差和注液性能差的特点。本项目通过优化原有电解液体系的基础上，重点开发了新型高温添加剂和润湿剂，从而提高了高容量锂离子电池的高温储存性能和注液性能。开发出的新型电解液配方能完全满足或超出目前市场上对高容量锂离子电池电解液的需求。并形成针对 Ni 含量在 50%以上的 HR320 系列产品；针对电动工具用三元圆柱型电池市场的 HR581 系列产品。电解液产品广泛应用于动力锂离子电池、3G 手机电池、GPS、UPS 电池等领域。该项目预计时间 2012 年 1 月 2012 年 12 月，研发经费预算金额 100 万元，实际研发支出 76.14 万元，其中：人员人工 10.30 万元，直接投入 45.98 万元，折旧费用 18.73 万元，其他费用 1.13 万元。 （该部分仅供参考）9）润湿剂 T2：对比研究了 T2、
