【正文】 ），保證動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全可靠使用。 2. 嚴(yán)格控制原材料的純度和批次穩(wěn)定性 ， 優(yōu)化電池公差設(shè)計(jì) ， 改善電池制程工藝 ， 研發(fā)高精度制程設(shè)備 ， 采用無塵、干燥環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)化、自 動(dòng)化生產(chǎn)線提高電池的一致性。加上 日趨成熟 的電動(dòng)車市場(chǎng)，發(fā)展車載動(dòng)力電池系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)化正面臨前所未有的良好機(jī)遇。 六 、 課題依托單位的管理員用戶需在審核意見中填寫依托單位負(fù)責(zé)人姓名，并經(jīng)征求協(xié)作單位意見后填寫協(xié)作單位負(fù)責(zé)人姓名，提交國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)中心后，即視為審核意見有效。 四、組織機(jī)構(gòu)代碼是指 課題承擔(dān)單位組織機(jī)構(gòu)代碼證上的標(biāo)識(shí)代碼，它是由全國(guó)組織機(jī)構(gòu)代碼管理中心所賦予的唯一法人標(biāo)識(shí)代碼。 二、項(xiàng)目課題只能由法人提出申請(qǐng)，法人是當(dāng)然的課題依托單位，且須指定一名自然人擔(dān)任課題申請(qǐng)負(fù)責(zé)人。課題申請(qǐng)負(fù)責(zé)人在該課題批準(zhǔn)后的實(shí)施過程中，是該課題的 課題組長(zhǎng) 。 五、 申請(qǐng)者應(yīng)客觀、真實(shí)地填報(bào)申請(qǐng)材料，尊重他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)，遵守國(guó)家有關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)法規(guī)。 3 一、基本信息 課題名稱 鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究 行業(yè)領(lǐng)域 現(xiàn)代交通技術(shù) 預(yù)計(jì)完成年限 課題密級(jí) 秘密級(jí) 預(yù)期成果類型 新技術(shù)、新產(chǎn)品 課題 申請(qǐng) 單位 信息 單位名稱 單位性質(zhì) 通訊地址 郵政編碼 所在地區(qū) 單位主管部門 聯(lián)系電話 組織機(jī)構(gòu)代碼 傳真號(hào)碼 單位成立時(shí)間 電子信箱 課題 申請(qǐng) 負(fù)責(zé)人 信息 姓名 性別 出生日期 職稱 最高學(xué)位 從事專業(yè) 聯(lián)系電話 移動(dòng)電話 傳真號(hào)碼 電子信箱 證件類型 證件號(hào)碼 協(xié)作 單位 信息 單位名稱 單位性質(zhì) 課題經(jīng)費(fèi)來源 （萬元） 總經(jīng)費(fèi) 申請(qǐng) 863 計(jì)劃資助 其它國(guó)家級(jí)資助 (包括部門匹配 ) 地方政府匹配 銀行貸款 自有資金 其它資金 經(jīng)費(fèi)備注 4 二、課題組主要研究人員情況 （本部分字?jǐn)?shù)要求 3000 字以內(nèi)） 序號(hào) 姓名 性別 出生 日期 職稱 職務(wù) 專業(yè) 累計(jì)為本課題工作時(shí)間（人月） 課題組中職務(wù)（組長(zhǎng)、副組長(zhǎng)或成員） 在課題中分擔(dān)的任務(wù) 所在單位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 參加課題總?cè)藬?shù) 50 其中：高級(jí)職稱 1 人， 中級(jí)別職稱 12 人， 初級(jí)職稱 22 人， 無職稱 15 人； 其中具有：博士學(xué)位 人， 碩士學(xué)位 6 人， 學(xué)士學(xué)位 29 人， 其它 15 人； 合計(jì)：投入 1500 人月 6 7 2． 2 課題組長(zhǎng)、副組長(zhǎng)目前承擔(dān) 863 計(jì)劃和其它國(guó)家科技計(jì)劃課題情況（請(qǐng)?zhí)顚懴卤?,如有未盡事宜應(yīng)進(jìn)行說明） 姓名 承擔(dān)課題名稱 課題經(jīng)費(fèi)數(shù) （萬元） 課題開始 時(shí)間 課題結(jié)束 時(shí)間 所屬科技 計(jì)劃 純電動(dòng)汽車極其快速充電系統(tǒng)研究開發(fā) 1970 20xx 年 6月 20xx年 12月 863 計(jì)劃 深圳市典型城市工況下電動(dòng)汽車試驗(yàn)運(yùn)行技術(shù)考核研究 1787 20xx 年 6月 20xx年 12月 863 計(jì)劃 8 其他說明事項(xiàng)： 9 課題組長(zhǎng)及課題組主要成員是否曾就相同或類似課題向 863 計(jì)劃和國(guó)家其它科技計(jì)劃提出申請(qǐng)（如有，請(qǐng)說明申請(qǐng)人姓名、申請(qǐng)科技計(jì)劃名稱、申請(qǐng)課題名稱、申請(qǐng)時(shí)間、申請(qǐng)結(jié)果等情況， 并說明與本課題申請(qǐng)的關(guān)系 ） 無 10 三、 課題情況 (本部分字?jǐn)?shù)要求 20xx0 字以內(nèi) ) 課題簡(jiǎn)介（簡(jiǎn)要說明課題的目的意義、主要研究?jī)?nèi)容、預(yù)期目標(biāo)等。為此，我們要重點(diǎn)開發(fā)高能量、高功率、長(zhǎng)壽命、安全可靠、溫度適應(yīng)性強(qiáng)的鋰離子電池，并系統(tǒng)地開展 產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)、規(guī)模生產(chǎn)工藝、一致性控制與成本控制技術(shù)研究，同時(shí)加強(qiáng)鋰離子電池正負(fù)極材料、隔膜、電池管理系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)。 3. 推進(jìn)鋰離子動(dòng)力蓄電池規(guī)模生產(chǎn)項(xiàng)目。 5. 研究磷酸鐵鋰材料的合成路線及方案優(yōu)化、材料顆粒的表面修飾、合成材料的摻雜改性等內(nèi)容，從中優(yōu) 選 出一個(gè)方案用于量產(chǎn)。 9. 研究高功率性能和高質(zhì)量比容量的正負(fù)極材料，開發(fā)相應(yīng)的工藝技術(shù)，制備超高功率和超高能量動(dòng)力蓄電池。 3. 20xx 年建立 10 萬套 /年的鋰離子動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)工廠，通過優(yōu)化的工藝設(shè)計(jì)和品質(zhì)控制，使產(chǎn)品 達(dá)到品質(zhì)技術(shù)要求 并且 降低成本。 6. 負(fù)極材料 預(yù)期目標(biāo) ：比容量≥ 330mAh/g，振實(shí)密度≥ ，能量型倍率放電性能≥ 10C，功率型放電性能≥ 30C，具 備 10C 以上充電接受能力，循環(huán)壽命 常溫 20xx 次不低于 初始 放電容量的 80%，安全性能滿足動(dòng)力蓄電池要求，成本降低 20%以上。 12 課題主要研究技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，課題主要研究技術(shù)國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)和授權(quán)情況 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 鋰離子電池的興起是由于其本身綜合性能最好， 故 能在規(guī)?？涨啊?發(fā)展 速度驚人的便攜式電子 設(shè)備儲(chǔ)能器件市場(chǎng)上逐漸取代鎳鎘電池、鎳氫電池而占據(jù)主導(dǎo)地位。另外，大規(guī)模應(yīng)用鋰離子電池等新型綠色能源將有助于全球環(huán)境問題的緩解。 作為軍民兩用的戰(zhàn)略性技術(shù)，鋰離子電池對(duì)發(fā)展 IT、新能源及環(huán)保等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有重要的作用，同時(shí)可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化軍事裝備、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域中，具有廣闊的市場(chǎng)前景。目前正聯(lián)手德國(guó)大眾汽車公司開發(fā)專門用于混合動(dòng)力車的大容量鋰電池，并準(zhǔn)備在 20xx 年正式投入環(huán)保汽車的使用。三菱重工計(jì)劃20xx 年量產(chǎn)面向電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車的鋰離子電池，供給國(guó)內(nèi)外汽車廠家。從日 韓電池巨頭與汽車廠商的合作動(dòng)向可知鋰離子動(dòng)力電池時(shí)代將迎來新一輪的變革。此外，電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托車是一個(gè)不小的市場(chǎng)，特別是對(duì)我國(guó)尤為重要。 磷酸鐵鋰材料的專利雖然大都被國(guó)外的幾家公司申請(qǐng)，但幾家公司之間因?yàn)閷＠麊栴}存在著多起訴訟案件，如： A123 公司 20xx 年 4 月和 HQ 公司的專利訴訟案、 20xx 年 9 月和 UT 大學(xué)的專利訴訟案。 電池 隔膜 材料方面， 日本東 燃 、旭化成、日東公司以及美國(guó) ENTEK 公司在濕法工藝制備鋰離子電池隔膜方面有較大量的專利申請(qǐng)和授權(quán)。雖然現(xiàn)在有大量的負(fù)極專利，但能同時(shí)獲得低溫 充放電 、大電流充放電、 長(zhǎng) 循環(huán) 壽命 、高容量等性能的專利還沒有，這是我們工作的主要突破點(diǎn)。 ? 隔膜設(shè)計(jì) 優(yōu)選合適的隔膜材料，著重研究隔膜在制程和長(zhǎng)期使用中物理性能和化學(xué)性能變化，提高在各種濫用條件下的可靠性，滿足電池使用壽命的需求。注重空間的有效利用，以達(dá)到更高的能量密度。 車載模組及包體結(jié)構(gòu)的開發(fā) 1. 主 要研究?jī)?nèi)容 研究、開發(fā)、優(yōu)化車載動(dòng)力電池的 單體 電池結(jié)構(gòu)、電池組結(jié)構(gòu) 和 電池包 體 結(jié)構(gòu) ， 單體電池 之間的連接方法、電池組之間的連接方法及電池組的固定形式。 規(guī)模生產(chǎn)工藝和品質(zhì)控制體系的開發(fā) 電池生產(chǎn)規(guī)模直接影響電池的生產(chǎn)成本，其關(guān)鍵影響因素之一就是其生產(chǎn)工藝。 ① DFMEA，潛在設(shè)計(jì)失效模式及后果分析，用于分析、識(shí)別產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潛在失效模式、后果及原因機(jī)理以預(yù)先采取措 施防止問題的發(fā)生。 磷酸鐵鋰材料合成的主要研究?jī)?nèi)容包括：材料合成的工藝路線選擇；合成材料的比容量（含質(zhì)量比容量和體積比容量）；合成材料的導(dǎo)電性（含電子導(dǎo)電性能和離子導(dǎo)電性能）；合成材料的密度（含振實(shí)密度和壓實(shí)密度）；合成溫度的選擇；表面修飾；摻雜改性；合成材料的流變性；過程中微觀分散和一致性；合成過程的難易程度、安全及環(huán)境問題；合成成本問題；合成材料的綜合性能等。 快速充電能力。影響鋰離子動(dòng)力蓄電池安全性的因素有很多，負(fù)極也是其中重要的一個(gè)因素。 鋰離子電池隔膜產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)。 本課題還將對(duì)原材料的預(yù)處理工藝進(jìn)行研究，使得后續(xù)混合更加均勻，提高 最終產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。本課題將對(duì)雙向拉伸、后處理工藝及設(shè)備進(jìn)行研究 。目前比亞迪已經(jīng)開發(fā) 50Ah 18 和 150Ah 的高能量型鋰離子動(dòng)力電池。 公司研發(fā)的動(dòng)力電池，通過專門開發(fā)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，專門對(duì)電池的工作溫度和充電溫度進(jìn)行 自動(dòng)調(diào)控，加上一些適宜低溫工作的新材料、新技術(shù)的使用，目前開發(fā)的車載鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)可以在最低－ 40 的環(huán)境下充放電，解決了電動(dòng)車的使用范圍問題。 比亞迪具有強(qiáng)大的垂直整合能力，可以自 行開發(fā)鋰離子動(dòng)力電池所需的各種原材料和配套設(shè)備，可以有效的控制和降低原材料和設(shè)備成本。 5. 負(fù)極材料開發(fā)上結(jié)合預(yù)期工藝路線，存在以下不確定因素：（ 1）材料表面處理方法很多，機(jī)理不明確。 。本課題研究的體系與通常的雙向拉伸聚丙烯、雙向拉伸聚酯有所不同，可能會(huì)存在一些技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，但拉伸工藝條件沒有太大差異，查閱相關(guān)體系的技術(shù)文獻(xiàn)和專利，也并沒有對(duì)拉伸工藝提出太苛刻的要求，因此，通過對(duì)一些工藝參數(shù)的調(diào)整應(yīng)該可以解決拉伸問題。比亞迪通過自主研發(fā)，通過多級(jí)安全保護(hù)和對(duì)電池失效及電池管理系統(tǒng)自身失效的自診斷，可以保證電池系統(tǒng)處于一個(gè)安全、良性的工作狀態(tài)。溫度采樣方面，由于溫度采樣點(diǎn)多，溫度傳感器的精度及成本之間的矛盾也是影響產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)重要因素。 ③ 循環(huán) 壽命里程按工況法測(cè)試或等效測(cè)試 。 ，降低生產(chǎn)成本，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。 ，使 合成的磷酸鐵鋰材料應(yīng)用于 車載 動(dòng)力電池，并且具有高的 質(zhì) 量比容量和體積比容量（比容量≥ 150g/cm3,振實(shí)密度≥ g/cm3,壓實(shí)密度≥）； 常溫 循環(huán) 20xx 次后的容量≥ 初始 容量的 80%；安全性能通過動(dòng)力電池安全性能測(cè)試；倍率放電性能≥ 10C。 6. 20xx 年底前通過 TS16949 體系審核和認(rèn)證。 4. 在動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電芯設(shè)計(jì)上申請(qǐng)一批國(guó)際國(guó)內(nèi)專利 。 8. 本課題完成后每年可提供 10 萬臺(tái)套鋰離子動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)所需高性能負(fù)極，并建 22 成相關(guān)測(cè)試、檢驗(yàn)配套系統(tǒng)。 ，并應(yīng)用于動(dòng)力電池和工具電池。 熱致相分離法制備聚烯烴多孔膜的控制技術(shù) 。為國(guó)家今后相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作充 足的技術(shù)儲(chǔ)備及人員儲(chǔ)備。 6. 形成一支具有自主研發(fā)創(chuàng)新能力的電池管理技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)。 23 課題擬采取的研究方法，課題技術(shù)路線及其可行性分析 課題擬采取的研究方法 本課題將嚴(yán)格按照 TS16949 體系流程全面推進(jìn)。 01234確定范圍0 1 2 3 4 5計(jì)劃和定義產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)過程設(shè)計(jì)和開發(fā)產(chǎn)品和過程確認(rèn)反饋、評(píng)定和糾正措施5DFM EA PFM EA MSASPCPPA PAPQ P 技術(shù)路線 鋰離子動(dòng)力蓄電池 ? 正負(fù)極材料選型以及配方優(yōu)化； ? 電解液體系和隔膜材料的選擇； ? 電池的電性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； ? 電池包體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 以磷酸鐵、鋰源、碳源和添加劑為主要原材料，采用高溫碳熱還原法，經(jīng)混料、球磨、干燥、在具有氣氛保護(hù)的爐內(nèi)燒結(jié)、氣碎、篩分，即可以得到密度高、性能優(yōu)異的磷酸鐵鋰材料。 電池隔膜材料 本課題采用濕法工藝制備鋰離子動(dòng)力蓄電池隔膜 原料預(yù)處理 共混擠出 冷卻 雙向拉伸 25 后處理 1 后處理 2 后處理 3 收卷 分切 電池 管理 系統(tǒng) ? 電池管理系統(tǒng)安全、可靠性設(shè)計(jì) ? 電池管理系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì) ? 電池管理系統(tǒng)采樣精度 ? 電池組 SOC 預(yù)測(cè) ? 電池組熱管理 可行性分析 深厚的技術(shù)積累 早在 1998 年， 比亞迪就憑借充電電池技術(shù)領(lǐng)域的雄厚實(shí)力， 開始 進(jìn)行 電動(dòng)汽車用的大容量、高性能 動(dòng)