校企合作毕业设计

车用高安全高能量密度全固态电池技术研发

机械工程

资助企业: 上海屹锂新能源科技有限公司

企业导师: 贾理男

指导教师: 张希

项目成员: 张晨光 洪梦伟 张瑞

项目海报
项目视频
项目简介

项目概述

本项目聚焦于车用高安全高能量密度全固态电池技术研发,旨在解决传统液态锂离子电池在能量密度和安全性方面的局限性。全固态电池采用固态电解质替代传统液态电解液,具有更高的热稳定性、不易燃、无泄漏风险等优点,能够有效降低电池的热失控风险,提升电池的安全性能。同时,通过优化负极、正极和电解质材料及其制备工艺,项目致力于实现电池能量密度的显著提升,满足新能源汽车对长续航和高安全性的需求。项目涵盖了从材料研发、工艺优化到软包电池组装与测试的完整流程,为全固态电池的产业化应用奠定基础。


项目目标

项目的主要目标是制备一款满足特定性能要求的全固态锂电池,具体包括:一是确保电池各部件均为全固态结构,从根本上消除液态电解液带来的泄漏和燃烧风险;二是提升电池的能量密度至380Wh/kg以上,以延长新能源汽车的续航里程;三是保证电池具备快速充放电能力,适应实际使用中的快速补能需求;四是实现电池在针刺、过充放等极端条件下的高安全性,不起火、不爆炸。此外,项目还旨在探索和优化负极、正极及电解质材料的制备工艺,提高材料的电化学性能和界面相容性,为后续大规模生产提供技术积累和数据支持。


项目成果

在项目实施过程中,团队针对负极、正极和电解质分别展开深入研究并取得显著成果。负极方面,通过优化粘结剂选材与配比,采用纳米化、碳基复合及界面修饰技术,有效抑制了锂枝晶的形成,显著提升了负极的循环寿命和安全性。正极方面,优化极片制备工艺,调整粘结剂比例与涂布工艺参数,显著改善了高镍三元正极与硫化物电解质的相容性,减少了界面副反应。电解质方面,优化硫化物电解质的制备工艺,调整浆料配比与涂布参数,成功将电解质膜厚度控制在30微米以内,并提高了电解质的离子电导率。最终,项目成功组装并测试了软包电池,验证了技术方案的可行性,电池性能达到了预期目标,为新能源汽车电池技术升级提供了重要支持。


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