获奖情况： 2012年一等奖

完成人员：李伟善 ， 廖友好 ， 许梦清 ， 梁英 ， 刘建生 ， 李斌 ， 张若昕 ， 饶睦敏 ， 李小平 ， 邢丽丹 ， 周代营 ， 谭春林 ， 傅昭 ， 张利萍 ， 冯岸柏

成果简介：

本项目属于电池领域，涉及复合材料、电化学、储能技术等学科。
锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长及环境友好等优点，作为小型电池已在信息技术领域得到广泛应用，但锂离子电池的安全性差和制造成本高等缺点，限制了其作为大型电池在新能源汽车等领域的推广应用，严重影响了电动汽车、离网发电储能、电网调频调峰等技术与产业的发展。本项目针对目前锂离子电池存在的问题，提出凝胶聚合物隔膜及功能电解质的解决方案。主要技术内容包括：
1．聚合物设计与合成：根据电解质高导电率和高稳定性、隔膜高强度和与电极材料的相容性、以及聚合物的易加工性等要求，优选分别含有刚性、柔性、稳定性、以及配位作用等功能基团的单体分子，合成活性高、稳定性好、易于成膜的局部交联共聚物，研究聚合物的分子结构、分子量、聚合物溶液的粘度等物理化学性质。
2．凝胶聚合物隔膜制备：以低成本的聚烯烃无纺布为支撑体，研究合成聚合物在支撑体上的成膜工艺，制备高强度、高稳定性及高吸液性的凝胶聚合物隔膜。
3．无机纳米材料掺杂：优选无机纳米材料，包括材料组成、颗粒尺度和晶体结构等，研究无机纳米材料对凝胶聚合物隔膜的孔结构、强度和结晶度，以及对电解质稳定性和离子导电性的提高作用。
4．电极\电解质界面膜构筑：研究电极\电解质界面性质，设计界面膜形成功能分子，构筑稳定、具有良好锂离子导电性、并能与电极材料和电解质相匹配的电极\电解质界面膜，研究界面膜的组成、结构和性质。
5．功能电解质添加剂：从提高电解质稳定性、提供电池过充电保护、降低电解质的可燃性等锂离子电池安全性措施考虑，设计和优选电解质稳定、防过充、阻燃等功能添加剂，研究添加剂对电池比容量、比功率、循环稳定性及安全性等性能的影响。
以上研究，申请发明专利17件，其中授权8件；发表SCI论文30篇。制备的凝胶聚合物隔膜成本远低于液态锂离子电池专用隔膜，凝胶聚合物电解质电导率是PVdF基电解质的5倍。整体技术的应用，显著提高了锂离子电池性能：比功率大于1200 W/kg，1 C 放电比能量大于150 Wh/kg； 1C循环寿命大于1000次（容量保持80 %）；-30～80 ℃下正常充放电；3 C/12 V充电不起火不爆炸；电池经针刺、挤压、短路、热冲击、撞击、跌落等安全性试验不起火不爆炸。项目技术通过广东省科技厅组织的成果鉴定，处于国际先进水平。
项目技术突破了锂离子电池隔膜长期受垄断的局面，使高嵌锂电位高比容量的锰基正极材料和低嵌锂电位高比容量硅锡基负极材料的应用成为可能，实现锂离子电池比能量、安全性及低成本的突破，推动锂离子电池的技术进步，促进新能源汽车、可再生能源等产业的发展。
项目技术在广州天赐高新材料股份有限公司、深圳华粤宝电池有限公司等10多家企业得到应用，至2011年12月，累计新增产值20.4亿元。