Li-beta氧化铝固体电解质薄膜的工业化开发
发布时间：2019-04-18 阅读次数：
项目简介：
Beta氧化铝具有优异的离子传导率和高机械强度的特点，在储能领域具有广泛应用。目前，市场上Beta氧化铝的应用以块体材料为主，若能将Beta氧化铝厚度控制在10微米以内甚至纳米级，可以大大提高器件的工作效率。由于Beta氧化铝的高结晶化温度和合成原料的高饱和蒸汽压，其薄膜材料非常难以制备。为了提高电池（锂离子电池等）效率、缩小体积并使其应用于可移动设备（电动汽车），需要研制Beta氧化铝薄膜。在以往的实验研究中，激光CVD法已能在氮化铝和氧化铝多晶基板上高速沉积钠离子传导的Beta氧化铝薄膜。与钠离子电池相比，锂离子电池具有更高的能量密度。因此本人及研究团队开发了激光CVD法制备具有锂离子传导性能的Beta氧化铝薄膜技术。由于Li-Beta氧化铝的合成温度更高，我们采用“直角双激光辐射”方法提高沉积温度。Beta氧化铝的离子传导性能还具有各向异性，晶体结构中c面为离子传导面，选择单晶材料作为基板也十分必要。利用激光CVD法成功制备出的c面Beta氧化铝薄膜具有高速锂离子传导性能，达到20 S/cm以上，可实现2小时以内电池满额充放电，同时因其陶瓷构造大大提高了固体电解质的机械性能，从而延长使用寿命，广泛应用于移动设备如电动汽车等，从而创造巨大的经济价值和环保效益。
产品主要面向大型电动汽车公司如特斯拉、丰田、比亚迪等，为这些大型公司提供先进的离子导电率高的电池组隔膜（Li-beta 氧化铝薄膜）。同时也面向各类大型电动设备企业和公司。
目前该技术领先于世界一流电动汽车公司，若大量生产应用，可快速占领市场。
预期目标和技术指标：
产品主要面向大型电动汽车公司如特斯拉、丰田、比亚迪等，为这些大型公司提供先进的离子导电率高的电池组隔膜（Li-beta 氧化铝薄膜）。同时也面向各类大型电动设备企业和公司。
目前该技术领先于世界一流电动汽车公司，若大量生产应用，可快速占领市场。
融资需求（万元）：450
项目先进性：国际领先
项目所属领域：新能源
成果及专利情况：已注册专利，注册国家：日本 专利号：JP2016175865A
研究利用激光化学气相沉积法制备Li-Al-O体系和Na-Al-O体系氧化物薄膜，该课题为与日本文部省合作项目，同时受到中国“高等学校学科创新引智计划”（简称“111计划”）的支持。
开发了激光辅助化学气相沉积技术，使得薄膜的沉积速率达到100微米/小时以上，是传统工艺效果的1000倍，为各种功能材料薄膜的工业化生产奠定基础。项目人带领团队在世界上首次成功制备出具有高速Li离子和Na离子传导的BETA氧化铝固体电解质薄膜，离子电导率达到20 S/cm以上，实现2小时以内电池满额快速充电。
发表国际学术论文50余篇，获得相关专利2项。
主持的Na-S电池研究项目获得日本文部省资助800万日元。
合作方式：合作开发、技术入股、资金入股、创办企业
成果归属：本人
持有人姓名：池晨
国家（地区）：中国
联系人：819029949688（日本）
18627843096（国内）
Alexchien126@126.com