伴随着科技的日新月异与迅速的发展，当今已是电子当道的时代，大规模的电子设备辅佐着人类完成日常的生活、办公，伴随着能源的枯竭与人类生存环境的日益恶化，现在人们一致认为电能是最为环保的能源，因其可循环使用，并且无污染产生，但是电池的容量成为制约电子设备发展的短板。 当前广泛用于便携式电子产品的锂离子电池中，大部分都是用石墨来作为负极材料。但是石墨负极材料在安全性上仍然存在着一些问题。首先，锂嵌入天然石墨的氧化还原电位与金属锂的氧化还原电位接近，当电池充电过量时，锂很容易在负极表面产生锂枝晶，从而破坏隔膜，造成电池内部短路，造成严重的安全隐患。其次，使用石墨最为负极材料，电池在首次充放电的时候效率比较低，影响电池性能。最后，石墨会与锂电池中的有机电解液发生反应，生成副产物，影响电池内部的导电性和电子传输。因此，开发出一种安全、高效、稳定的新型负极材料，对锂离子电池的发展与应用尤为关键。 本研究的目的就在于探索电化学性能优良且造价相对低廉的电极材料。 截止至2016年12月底，研究院已经完成本项目大部分研发内容，本项目使用了自助研发的纳米材料合成方法----纯有机均相沉积法，将该种方法制备出的多种形貌、比表面积的纳米材料添加到制备钛酸锂电池负极材料的过程中，最后合成的钛酸锂具有产量高、纳米材料分散均匀、电化学性能优良等特点，并且后期还加入了氧化石墨，用于提升其电化学性能。 通过调整不同的制备方法，得出结论如下： （1） Li4Ti5O12液相合成技术，首次放电比容量为184 mAh/g，可逆容量为169 mAh/g，其库伦效率达91.8%，200次循环后，放电容量保持率为83.3%。而在5C电流密度下，首次放电容量较低，仅为131 mAh/g。 （2） Li4Ti5O12与碳的液相法碳掺杂技术，1C时首次放电容量为160 mAh/g，可逆容量为146 mAh/g。200次充放电循环后，放电容量保持率为90.0%。当电流密度为5C时，首次放电容量150 mAh/g有所降低。 （3） Li4Ti5O12掺杂锌的技术，当锌的掺杂量继续提高至x=0.2时，材料在1C电流密度时的放电容量明显提高。首次放电容量为232.2 mAh/g，随后出现充电容量为390.6 mAh/g的过充现象，在之后的循环过程中虽然也出现过充现象，但整体上保持着较高的充放电容量。20次循环后，放电容量仍为187.3 mAh/g。 （4） Li4Ti5O12与碳的固相法碳掺杂技术，在1C下首次放电容量为168.1 mAh/g，可逆容量为154.6 mAh/g，循环稳定性较好；在2C下首次放电容量为162.0 mAh/g，可逆容量为154.3 mAh/g，库伦效率达到95%；在5C下首次放电容量为122.1 mAh/g，可逆容量为114.6 mAh/g，库伦效率为93.8%。 （5） 自主研发出的有机均相沉积法，用于锂电池测试，350℃煅烧后首次循环达597mAh/g。第二次循环开始放电容量降低，170mAh/g后开始趋于稳定。含硅二氧化钛前驱体首次循环高达841mAh/g。第二次循环开始放电容量减低，仅为174mAh/g，150mAh/g时趋于稳定。当钛酸丁酯：硅酸乙酯=1:1时，其首次循环更是高达982mAh/g。 现该项目已进入中试阶段，继续对制备工艺及反应参数进行优化调整，争取扩大生产。与此同时，本研究院自主研发的纯有机均项沉积法制备出的形貌多样的纳米二氧化钛己可以小批量生产。 截止至2016年，金昇新能源与环境材料研究院资产总计261.77万元，销售收入0.42万元、税金0.24万元。 该纳米材料日后计划大批量工业化生产，预计五年后可实现销售收入300万元（估算）。

黑龙江省金昇新能源与环境材料研究院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。