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三、技术路线图—关键共性技术(测试评价) 测试评价技术路线图: 三、技术路线图—关键共性技术(回收) 回收技术路线图: 三、技术路线图—关键共性技术(梯次利用) 梯次利用技术路线图: 内容 四、技术创新需求—基础前瞻 项目名称 必要性 项目目标 研究内容 预期成果 实施方式 面向>500Wh/kg动力电池的新型储能材料技术研究 为开发高比能量的新体系电池(>500Wh/kg),相关关键正负极材料,高性能电解质盐及电解液(固态电解质等);高性能隔膜材料等关键技术是关键。 固体电解质离子传导面电阻<5Ω/cm2;正极材料比容量大于500mAh/g,负极比容量大于1500mAh/g。 开发轻质、多孔、廉价且具有良好导电性和稳定性的正极材料;制备高安全性、高稳定性、循环性能好的锂及锂合金负极;制备高离子电导率、高机械性能低成本固态电解质等。 开发出具有自主知识产权的新材料制备工艺,并形成中试级产品。 国家主导 能量密度>500Wh/kg的动力电池技术研究 电动汽车对高比能量动力电池的需求日益迫切,价格低廉、环境友好的高比能动力电池成为研究的热点,其中固态锂二次电池被认为是最具发展潜力的电池之一。 急需研究新型高比能动力电池技术及其制造新工艺。 开发出能量密度>500Wh/kg的动力电池,安全性、循环耐久性及环境适应性等满足电动汽车要求。 研究电极制备成型工艺 研究高稳定性锂或锂合金负极制备技术;优化选择关键部件如集流体、隔膜、封装材料;优化极片制备成型、电池组装工艺过程,开发固态锂二次电池制造新技术、新工艺等。 开发出具有自主知识产权的固态锂二次电池制备新工艺,并形成中试级产品 国家主导 新型动力电池及关键材料仿真技术研究 动力电池及关键材料的反应过程涉及到复杂的电化学反应、传质和传热等,建立新型仿真技术,全面和系统地捕捉电池及关键材料的工作过程各物理量的动态变化,分析其演化规律,为电池及关键材料的设计提供理论支撑。 建立通用性的动力电池及关键材料新型仿真技术,能够对动力电池及关键材料进行电性能、热特性、结构演变等的仿真分析。 基于电化学模型,结合传热定律,建立单体电化学-热耦合仿真技术,实现电池及关键材料的电性能、热性能和安全性等模拟仿真。 基于所建立的新型动力电池及关键材料仿真技术,形成具有自主知识产权的动力电池设计仿真软件系统,能够进行热仿真、结构仿真、循环寿命仿真和安全性仿真。 行业联合 新型动力电池的管理技术研究 研究新型动力电池的管理技术研究,精确地估计各种工况条件下的SOC、SOH、SOE和SOP等参数,对于动力电池系统的设计至关重要。 完成各种工况条件下的SOC、SOH、SOE及SOP等参数的估计算法研究,形成管理控制策略,为动力电池管理系统的设计提供技术支撑。 建立动力电池的SOC估算模型,选择合适的算法,搭建HIL验证平台对SOC估算进行验证;建立SOH的估计模型,验证SOH的在线估计能力;建立精确的SOE表达式,选择合适的SOE估算算法;建立精确的SOP表达式,通过搭建仿真模型验证动力电池在大功率充放电时的功率保持能力。 建立精确估计电池荷电状态和工作状态等的算法,形成具有自主知识产权的动力电池管理程序。 行业联合 四、技术创新需求—应用技术 项目名称 必要性 项目目标 研究内容 预期成果 实施方式 能量密度>400Wh/kg的高比能动力电池安全性技术研究 近年来新能源汽车安全事故频发,成为制约新能源汽车商业化发展的短板;开发具有高安全性的高比能动力电池是新能源汽车商业化应用的首要保障和必然趋势。 建立高比能电池的热电耦合模型;建立热失控模式,提出热失控机制,开发具有防范热失控的安全性技术,保证动力电池的安全性。 针对电池的安全行为,获取仿真参数,建立热失控模型,与实验结果对比验证模型的可靠性;探明电池热失控机理、热失控诱因和电池最大产热来源,开发具有针对性的安全技术,显著提高电池单体安全性。 >400Wh/kg高比能电池热点耦合模型和热失控模型; >400Wh/kg高比能动力电池的安全技术解决方案 行业联合 能量密度>400Wh/kg的高比能动力电池长寿命技术研究 动力电池寿命与其性能、安全和成本密切相关,对高比能电池开展长寿命技术研究并解决相关问题,将有助于提高锂离子动力电池的使用效率,降低使用成本,促进其在电动汽车的发展。 针对高比能动力电池,开展长寿命技术研究,主要技术指标达到:1)电池比能量>400 Wh/kg;2)常温常压下,电池1C充放电循环寿命达到1500次以上,容量保持率不低于80%。 研究高比能电池长寿命失效机制;研究抑制正负极材料及电极结构劣化技术,包括电解液组分优化及新型添加剂开发、改性正负极材料的使用、利于形成稳定网状结构的新型导电剂和粘结剂的使用等;研究新型正负极材料体系电池的长寿命
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