【正文】 電等離子催化技術(shù) 提高單位面積硅納米線的產(chǎn)量以及從氣態(tài)硅烷到固態(tài)硅納米線的產(chǎn)率。本項(xiàng)目利用納米硅線新材料來(lái)解決普通硅 無(wú)法克服的問(wèn)題，納米硅線的儲(chǔ)鋰比容量能達(dá)到傳統(tǒng)碳負(fù)極材料的 10 倍以上； （ 2）在大功率充放電情況下仍具有良好的安全性能，使得該新型負(fù)極材在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的用途，能為純電力汽車或混合動(dòng)力汽車提供更好的續(xù)航能力。碳的放電電壓平臺(tái)只比金屬鋰高幾個(gè)毫伏特，在大電流放電情況下，鋰容易在碳負(fù)極聚集形成金屬鋰晶枝，這些晶枝可能會(huì)刺穿只有幾十個(gè)微米厚度的多分子隔膜形成短路，進(jìn)而造成燃燒甚至爆炸等安全隱患。 26 圖四 無(wú)定形硅納米線在不同倍率下相對(duì)于鋰的充放電電位 （ 3）本項(xiàng)目工藝流程： 本項(xiàng)目所使用的工藝跟傳統(tǒng)鋰電池石墨電極的制備工藝比起來(lái)要簡(jiǎn)單很多，具體流程圖如下圖所示： 圖五 本項(xiàng)目工藝流程圖 目前我們?cè)?304 號(hào)不銹鋼箔片上得到的納米硅線的產(chǎn)量可以達(dá)到 2mg/cm2, 27 因?yàn)榧{米硅線的儲(chǔ)鋰容量可以到 3100mAh/g,所以我們所生產(chǎn)的鋰電池負(fù)極片單位面積的儲(chǔ) 鋰容量達(dá)到： 2mg/cm2 3100mAh/g = mAh/cm2 目前商業(yè)鋰電池所用極片的儲(chǔ)鋰容量一般為 210 mAh/cm2，所以我們所生產(chǎn)的鋰電池負(fù)極片完全可以達(dá)到商業(yè)要求，而且我們所使用的工藝要比目前商業(yè)上所使用的石墨負(fù)極的制備工藝簡(jiǎn)單很多，成本也更為低廉。 圖 3 是無(wú)定形納米硅線的儲(chǔ)鋰容量隨著循環(huán)次數(shù)的變化曲線圖，從圖 3中可以看出中我們可以看到，在 1C放電倍率下，經(jīng)過(guò) 20xx 個(gè)充放電循環(huán)，納米硅線的還保有最初容量的 83％，約 1900mAh/g。 ④用空氣采用 1中所述方法再對(duì)真空爐內(nèi)進(jìn)行沖刷 2次，除去殘余硅烷氣體， 24 然后沖入空氣至大氣壓，打開(kāi)真空爐取出樣品。經(jīng)過(guò)初步鋰電池性能測(cè)試，用 我們的新方法生產(chǎn)的納米硅線具有容量大，壽命長(zhǎng)，以及安全性好等優(yōu)點(diǎn)。我們的硅納米線負(fù)極材料的合成采用目前已經(jīng)十分成熟的硅烷分解工藝，因而在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化沒(méi)有技術(shù)和工藝上的障礙。 國(guó)外鋰電池廠商，如日本索尼，東芝，美國(guó)的 A123， EnerDell,在 動(dòng)力鋰電池研發(fā)和生產(chǎn)上目前居于世界前列，目前主要研究硅材料，因?yàn)槠鋬?chǔ)鋰能力超強(qiáng)，不易形成金屬鋰晶枝，成為最新的負(fù)極材料發(fā)展方向。 （ 4） 深化與西安交大電子與信息工程學(xué)院、復(fù)旦大學(xué)環(huán)?？茖W(xué)系、以及江蘇相關(guān)大學(xué)的產(chǎn)學(xué)研合作，加強(qiáng)與美國(guó)斯坦福大學(xué)的把上述技術(shù) 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，制訂工藝控制文件、制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；在本項(xiàng)目實(shí)施期內(nèi)，公司自主申報(bào) 3 項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。 （ 1） 提高單位面積硅納米線的產(chǎn)量以及從氣態(tài)硅烷到固態(tài)硅納米線的產(chǎn)率。 （四 ） 研 究 和 開(kāi)發(fā)條件 鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司由美國(guó)斯坦福大學(xué)崔立峰博士于 20xx 年 11 月 創(chuàng)立， 公司 20xx 年 注冊(cè)資本 1200 萬(wàn)元， 主要從事大功率動(dòng)力鋰電池及其組件的研究與開(kāi)發(fā)工作，公司發(fā)展主要分為兩個(gè)階段，第一階段 在鎮(zhèn)江市京口區(qū)工業(yè)園區(qū)購(gòu)置了 30 畝土地用于建設(shè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)廠房 ，并以創(chuàng)建國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，為企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展提供有力的研發(fā)保障； 公司 現(xiàn) 有大中型 自動(dòng)化 設(shè)備 和檢測(cè)設(shè)備總計(jì) 15 臺(tái)， 這些 主要試產(chǎn) 生產(chǎn)設(shè)備 20 分別是： 大型真空爐 、 干燥低露點(diǎn)密封手套箱 、 比表面積測(cè)試儀、 鋰電池電極材料混漿機(jī)、自動(dòng)上料機(jī)、電池極片對(duì)輥機(jī)、真空干燥箱、鋰電池化成分容柜、智能電池內(nèi)阻測(cè)試儀和直流電子負(fù)載機(jī)；除此之外，公司計(jì)劃化購(gòu)置一批新設(shè)備， 清單如下： 計(jì)劃購(gòu)置的生產(chǎn)設(shè)備清單 編號(hào) 名稱和用途 生產(chǎn)商家和型號(hào) 單價(jià)（萬(wàn)元） 合計(jì) 數(shù)量 金額 (萬(wàn)元） 1 大型真空爐 Thermo Electron Corp（美國(guó)熱電公司） 5 4 20 2 干燥低露點(diǎn)密封手套箱 珠海市美爾達(dá)自動(dòng)化設(shè)備有限公司 8 3 24 3 比表面積測(cè)試儀 北京金埃譜科技有限公司 15 1 15 4 鋰電池電極材料混漿機(jī) 深圳市震天機(jī)械設(shè)備廠 30 1 30 5 自動(dòng)上料機(jī) 上海琮祥機(jī)械設(shè)備有限公司 6 1 6 6 電池極片對(duì)輥機(jī) 邢臺(tái)納科諾爾極片軋制設(shè)備 16 1 16 7 真空干燥箱 深圳市美森機(jī)電設(shè)備有限公 司 3 3 10 8 智能電池內(nèi)阻測(cè)試儀 深圳市海拓機(jī)電設(shè)備有限公司 20 3 60 9 自動(dòng)裁片集 深圳市鵬翔運(yùn)達(dá)機(jī)械科技有限公司 12 3 36 10 自動(dòng)封口機(jī) 深圳市美森機(jī)電設(shè)備有限公 司 18 5 90 11 超聲波金屬焊接機(jī) 深圳市四松科技有限公司 15 3 45 12 雙液點(diǎn)膠機(jī) 深圳市欣萊格科技 有限公司 8 5 40 13 直流電子負(fù)載機(jī) 常州市貝奇電子科技有限公 司 6 3 18 合 計(jì) 410 （ 五 ） 以前財(cái)政資助項(xiàng)目完成情況 鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司自 20xx 年 12 月成立以來(lái)，公司研發(fā)的“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料”先后獲得了科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金、江蘇省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才計(jì)劃、鎮(zhèn)江市領(lǐng)軍人才計(jì)劃、鎮(zhèn)江市工業(yè)科技支撐計(jì)劃、江蘇省自然科學(xué)基金計(jì)劃的支持，明細(xì)如下： 21 項(xiàng)目 名稱 立項(xiàng)單位 立項(xiàng)金額 執(zhí)行時(shí)間 備 注 科技部科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金 科技部創(chuàng)新基金管理中心 30 萬(wàn) 20xx 年 5 月至 20xx年 5月 資金在撥付途中 江蘇省自然基金計(jì)劃 — 企業(yè)博士創(chuàng)新計(jì)劃 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 8 萬(wàn) 20xx 年 9 月至20xx 年 9 月 資金已到位 江蘇省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才計(jì)劃 江蘇省人民政府 100 萬(wàn) 20xx 年 9 月至20xx 年 9 月 資金部分到位 鎮(zhèn)江市領(lǐng)軍人才計(jì)劃 鎮(zhèn)江市人民政府 150 萬(wàn) 20xx 年 9 月至20xx 年 9 月 資金在撥付途中 鎮(zhèn)江市工業(yè)科技支撐計(jì)劃 鎮(zhèn)江市科學(xué)技術(shù)局 40 20xx 年 7 月至20xx 年 6 月 已撥付 25 萬(wàn) （六） 財(cái)務(wù)狀況 我公司鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司成立于 20xx 年 11 月，成立初期公司注冊(cè)資本 200 萬(wàn)元，隨著本項(xiàng)目“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料”研發(fā)的不斷深入，我公司于 20xx 年 6 月召開(kāi)了股東大會(huì)實(shí)現(xiàn)了增資，公司增資到 1200 萬(wàn)，同時(shí)在鎮(zhèn)江市京口區(qū)工業(yè)園區(qū)購(gòu)置了 30畝土地用于建設(shè)研發(fā)大樓和生產(chǎn)廠房。 應(yīng)該說(shuō)，我公司已掌握了生產(chǎn)“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料”的關(guān)鍵技術(shù)。 此外，崔博士還發(fā)表了大量論文。 （ 4）項(xiàng)目檢測(cè)責(zé)任人 公司技術(shù)部部長(zhǎng) 崔便曉博士 教育背景及工作經(jīng)歷： 19941998 畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系獲學(xué)士學(xué)位 199820xx 先后畢業(yè)于美國(guó)芝加哥大學(xué)化學(xué)專業(yè)獲碩士、博士學(xué)位 20xx20xx 美國(guó)斯坦福大學(xué)物理系博士后研究員 20xx－ 20xx 美國(guó)斯坦福大學(xué)化學(xué)系兼職教授 －至今任鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司任技術(shù)部部長(zhǎng) 工作業(yè)績(jī)： 崔便曉博士后具有豐厚的材料化學(xué)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在美國(guó)斯坦福大學(xué)物理?yè)?dān)任博士后研究員期間，師從諾貝爾獎(jiǎng)得主朱棣文教授主要從事熒光圖像分析技術(shù)研究。近年來(lái)，在 國(guó)際國(guó)內(nèi)期刊和重要會(huì)議上發(fā)表研究論文 40 余篇，其中 SCI 收錄 5 篇， EI 收錄 7篇。 國(guó)家 863 計(jì)劃項(xiàng)目（ 20xxAA325030）“鋁基高介鐵電復(fù)合氧化膜制備與性能研究”，研究成果應(yīng)用于鋁電解電容器陽(yáng)極箔的 生產(chǎn) 試驗(yàn)正在深圳東陽(yáng)光實(shí)業(yè)發(fā)展公司進(jìn)行試 生產(chǎn) 。 （ 3）公司外聘技術(shù)顧問(wèn)、徐友龍博士 教授 1986 和 1989 年獲西安交通大學(xué)“電子材料與元件”學(xué)士和碩士學(xué)位， 1996年獲西安交通大學(xué)“電子科學(xué)與技術(shù)”博士學(xué)位； 日本東京工業(yè)大學(xué)高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者。 崔博士具有深厚的鋰電池研究經(jīng)驗(yàn)， 20xx 年起他師從有“鋰電池之父”之稱的 Robert A. Huggins 教授， Robert A. Huggins 教授成立了以崔立峰博士作為主要技術(shù)負(fù)責(zé)人的鋰電池研發(fā)小組，前后投入科研經(jīng)費(fèi)超過(guò) 100 萬(wàn)美元，該項(xiàng)目所牽涉的所有的實(shí)驗(yàn)均在斯坦福大學(xué)材料工程系的材料合成實(shí)驗(yàn)室和鋰電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)室完成，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室擁有世界頂尖的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和科研人員以及深厚的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 （三 ）技術(shù) 水平 （ 1）本項(xiàng)目組長(zhǎng)、公司總經(jīng)理、崔立峰博士 副教授 教育背景及工作經(jīng)歷： 199720xx 年 畢業(yè)于西安郵電學(xué)院電子工程專業(yè)獲學(xué)士學(xué)位 20xx20xx 先后獲得華盛頓州立大學(xué)材 料工程專業(yè)碩士、博士學(xué)位 其中 在美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行納米團(tuán)簇的研究，獲評(píng)副教授 20xx 年至今參與創(chuàng)立鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司任總經(jīng)理 工作業(yè)績(jī)： 崔立峰博士主持或參與過(guò)多項(xiàng)美國(guó)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目，在國(guó)外權(quán)威期刊發(fā)表論文數(shù)十篇，擁有美國(guó)及中國(guó)專利各一項(xiàng)。預(yù)算編制采取逐級(jí)編報(bào)、逐級(jí)審批、滾動(dòng)管理的辦法，預(yù)算一經(jīng)確定，即成為我公司內(nèi)部組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的法定依據(jù)，不得隨意更改。這是我公司在資金管理中最富實(shí)質(zhì)性和創(chuàng)造性的內(nèi)容，節(jié) 15 約成本就是增加收益，合理運(yùn)用資金就是以最低的成本創(chuàng)造最大的效益。現(xiàn)金預(yù)算的內(nèi)容，包括現(xiàn)金收入、現(xiàn)金支出、現(xiàn)金多余或不足的計(jì)算以及不足部分的籌措方案和多余部分的利用方案等。 （ 2）資金管理 為了 確保“納米硅線大功率動(dòng)力鋰電池負(fù)極材料”的順利進(jìn)行， 提高資金周轉(zhuǎn)速度和資金的使用效益，節(jié)約資金成本，我公司通過(guò)定期培訓(xùn)來(lái)提高管理層和財(cái)務(wù)管理人員的素質(zhì)技能。同時(shí)，國(guó)內(nèi)專利的申請(qǐng)也已經(jīng)被受理。更值得注意的是，在 10C 倍率（普通筆記本電腦的鋰電池的放電倍率只有 ）放電情況下，納米硅線依然保持卓越的容量和安全性能。 目前，崔立峰博士是斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系一個(gè)著名的鋰電池研究團(tuán)隊(duì)的主要成員之一，主要從事新型電極材料的研發(fā)工作?，F(xiàn)在美國(guó)斯坦福大學(xué)進(jìn)行博士后研究工作。傳統(tǒng)的 負(fù) 極材料生產(chǎn)是全部使用石墨做原料，采用涂布等工藝進(jìn)行的。 二、現(xiàn)有條件分析： （一） 歷史沿革 鎮(zhèn)江科捷鋰電池有限公司成立于 20xx 年 11 月，公司總經(jīng)理崔立峰博士是作為江蘇省鎮(zhèn)江市重點(diǎn)引進(jìn)的高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，公司成立 初期注冊(cè)資本 200萬(wàn)元，位于鎮(zhèn)江市京口區(qū)留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園，公司創(chuàng)業(yè)初期只有員工 12 人。 （ 3） 不斷強(qiáng)化預(yù)測(cè)市場(chǎng)的信息管理。但是針對(duì)于大功率動(dòng)力鋰電池的企業(yè)卻寥寥無(wú)幾，我們的項(xiàng)目集中目標(biāo)于大功率動(dòng)力鋰電池，志在服務(wù)純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力、 UPS不間斷電源等廣闊市場(chǎng)。利用該技術(shù)所生產(chǎn)的納米硅線負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰容量是傳統(tǒng)碳材質(zhì)的 10 倍，循環(huán)壽命達(dá)到碳的 45倍。而且在大功率放電條件下，納米硅線依然保持卓越的容量和安全性能 。 n = 35): A Photoelectron Spectroscopy and Ab Initio Study” , H. J. Zhai, B. Kiran, L. F. Cui, X Li, D. A. Dixon, and L. S. Wang, J. Am. Chem. Soc.,126, 1613416141 (20xx). 17SiAu4: Aurosilane, B. Kiran, X. Li, H. J. Zhai, L. F. Cui, and L. S. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 21252129 (20xx). 本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人崔立峰博士以往承擔(dān)的各類科技計(jì)劃項(xiàng)目 項(xiàng)目名稱 參與開(kāi)發(fā)時(shí)間 擔(dān)任何種角色 鉻組過(guò)渡金屬氧化物納米團(tuán)簇在化學(xué)催化上的應(yīng)用，美國(guó)國(guó)家自然基金 研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員 第 14 組（碳組）單元素納米團(tuán)簇的研究，美國(guó)國(guó)家自然基金 研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員 單晶硅納米線在鋰電池負(fù)極上的應(yīng)用，美國(guó)基礎(chǔ)能源科學(xué)基金 研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員 無(wú)定形態(tài)硅納米線在鋰電池負(fù)極上的應(yīng)用，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金 項(xiàng)目主持人 本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人崔立峰博士 獲得或擁有的主要知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況 知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果名稱 專利或版權(quán)著作權(quán)號(hào) 個(gè)人排名 Method of producing12atom tin nanoclusters（ 12 個(gè)錫原子團(tuán)簇的產(chǎn)生方法） US7857146 第一 CrystallineAmorphous CoreShell Silicon Nanowires as Battery Electrodes（晶體 無(wú)定斯坦福大學(xué)專利辦公室受理號(hào)碼： 08312，年份： 20xx 第一 10 態(tài)硅納米硅線在電極材料上的應(yīng)用） A microfluidic chip for longterm livecell imaging （一個(gè)微流體生物芯片在活體細(xì)胞長(zhǎng)期觀察及成像上的應(yīng)用） 斯坦福大學(xué)專利辦公室受理號(hào)碼： 09028， 年份： 20xx 第二 無(wú)定形納米硅線的的制備方法及在鋰電池負(fù)極上的應(yīng)用 專利受理號(hào)