锂离子动力电池系统产业化技术研究项目课题申请书.doc

1申请受理编号：密级：□公开 □秘密 □机密 □绝密国家高技术研究发展计划（863 计划） 项目课题申请书技术领域名称： 现代交通技术领域项目名称： 节能与新能源汽车重大项目课题名称： 锂离子动力电池系统产业化技术研究依托单位： 申请负责人： 中华人民共和国科学技术部中华人民共和国科学技术部2填 写 说 明一、请严格按照表中要求填写各项二、项目课题只能由法人提出申请，法人是当然的课题依托单位，且须指定一名自然人担任课题申请负责人课题申请负责人在该课题批准后的实施过程中，是该课题的课题组长每个课题申请只能有一个课题申请负责人和一个依托单位，课题的协作单位不超过 5 家三、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写四、组织机构代码是指课题承担单位组织机构代码证上的标识代码，它是由全国组织机构代码管理中心所赋予的唯一法人标识代码五、申请者应客观、真实地填报申请材料，尊重他人知识产权，遵守国家有关知识产权法规在申请书中引用他人研究成果时，必须以脚注或其他方式注明出处，引用目的应是介绍、评论与自己的研究相关的成果或说明与自己的研究相关的技术问题。

对于伪造、篡改科学数据，抄袭他人著作、论文或者剽窃他人科研成果等科研不端行为，一经查实，将记入信用记录六、课题依托单位的管理员用户需在审核意见中填写依托单位负责人姓名，并经征求协作单位意见后填写协作单位负责人姓名，提交国家科技计划项目申报中心后，即视为审核意见有效3一、基本信息课题名称锂离子动力电池系统产业化技术研究行业领域现代交通技术预计完成年限2.5课题密级秘密级预期成果类型新技术、新产品单位名称单位性质通讯地址邮政编码所在地区单位主管部门联系组织机构代码号码单位成立时间课题申请单位信息电子信箱姓名性别出生日期职称最高学位从事专业联系移动号码电子信箱课题申请负责人信息证件类型证件号码单位名称单位性质协作单位信息总经费申请 863 计划资助其它国家级资助(包括部门匹配)地方政府匹配银行贷款自有资金其它资金课题经费来源（万元）经费备注4二、课题组主要研究人员情况（本部分字数要求 3000 字以内）序 号姓名性 别出生 日期职称职务专业累计为本 课题工作 时间（人 月）课题组 中职务 （组长、 副组长 或成员）在课题中分担的任务所在单位12345678910111213141516171851920212223242526272829303132333435参加课题总人数 50 其中：高级职称 1 人， 中级别职称 12 人， 初级职称 22 人， 无职称 15 人； 其中具有：博士学位 人， 硕士学位 6 人， 学士学位 29 人， 其它 15 人； 合计：投入 1500 人月672．2 课题组长、副组长目前承担 863 计划和其它国家科技计划课题情况（请填写下 表,如有未尽事宜应进行说明）姓名承担课题名称课题经费数 （万元）课题开始 时间课题结束 时间所属科技 计划 纯电动汽车极其快 速充电系统研究开 发19702007 年 6 月2008 年 12 月863 计划深圳市典型城市工 况下电动汽车试验 运行技术考核研究17872007 年 6 月2009 年 12 月863 计划8其他说明事项：92.3 课题组长及课题组主要成员是否曾就相同或类似课题向 863 计划和国家其它科技 计划提出申请（如有，请说明申请人姓名、申请科技计划名称、申请课题名称、申 请时间、申请结果等情况，并说明与本课题申请的关系）无10三、课题情况(本部分字数要求 20000 字以内)3.1 课题简介（简要说明课题的目的意义、主要研究内容、预期目标等。

字数要求 1500 字以内）3.1.1 课题的目的意义锂离子动力电池系统，具有能量高、功率高、寿命长等特点，是目前最具产业化前景的汽车新能源之一磷酸铁锂等新材料的出现和应用，又为解决车载动力电池安全性和寿命问题提供了新方案加上日趋成熟的电动车市场，发展车载动力电池系统及其产业化正面临前所未有的良好机遇为此，我们要重点开发高能量、高功率、长寿命、安全可靠、温度适应性强的锂离子电池，并系统地开展产品的优化设计、规模生产工艺、一致性控制与成本控制技术研究，同时加强锂离子电池正负极材料、隔膜、电池管理系统等相关产业链的建设目标是实现大规模量产，推动新能源汽车产业的发展，实现其在经济、政治、科技、环保上的重要意义3.1.2 课题的主要研究内容1. 研制开发高能量型和高功率型锂离子动力蓄电池，能量密度水平、功率密度水平和其他各项性能达到相应的指标，并进行产品的优化设计2. 严格控制原材料的纯度和批次稳定性，优化电池公差设计，改善电池制程工艺，研发高精度制程设备，采用无尘、干燥环境，标准化、自动化生产线提高电池的一致性3. 推进锂离子动力蓄电池规模生产项目设计并优化规模生产工艺4. 研究锂离子动力蓄电池管理系统技术。

对动力蓄电池组进行实时监控，采样电池电压、温度、电流，估算电池组 SOC（State of Charge，荷电状态） ，保证动力电池系统的安全可靠使用5. 研究磷酸铁锂材料的合成路线及方案优化、材料颗粒的表面修饰、合成材料的掺杂改性等内容，从中优选出一个方案用于量产6. 研究动力电池负极材料的产业化关键技术即负极材料的安全性、材料制备工艺技术、规模生产及成本控制研究等7. 隔膜原材料的筛选及预处理工艺的优化；共混挤出工艺设备的研究；双向拉伸、后处理工艺设备的研究118. 研究国内外锂离子动力蓄电池最新的发展趋势，跟踪收集论文、专利和情报，挖掘和研究有前景的新材料、新技术9. 研究高功率性能和高质量比容量的正负极材料，开发相应的工艺技术，制备超高功率和超高能量动力蓄电池3.1.3 课题的预期目标1. 开发容量规格在 50Ah 和 150Ah 左右的高能量型锂离子动力蓄电池，能量密度达到110 Wh/kg，50Ah 电池内阻小于 3.0 mΩ，150Ah 电池内阻小于 2.5 mΩ满足 6C(30s)放电和 4C(60s)充电要求，使用温度范围-25－60℃，搁置温度范围-40－80℃，常温下搁置28 天荷电保持能力≥90％，电池组常温循环寿命 1500 次。

2. 开发容量规格在 10Ah 和 20Ah 左右的高功率型锂离子动力蓄电池，达到或超越科技部提出的各项性能指标3. 2010 年建立 10 万套/年的锂离子动力蓄电池生产工厂，通过优化的工艺设计和品质控制，使产品达到品质技术要求并且降低成本4. 动力蓄电池管理系统形成与动力蓄电池配套的产品线，可满足磷酸铁锂的电池组管理的需要，并形成产业化能力推动混合动力和纯电动汽车产业的发展5.正极材料预期目标：合成磷酸铁锂（LiFePO4）材料的比容量≥150mAh/g，合成磷酸铁锂材料的振实密度≥1.0g/cm3，磷酸铁锂材料的研发以能量型为主，倍率性能≥10C，循环性能满足常温 2000 次循环后的容量≥初始容量的 80%，安全性能满足动力蓄电池的要求通过简化工艺、提高效力、降低能耗等控制手段，达到降低成本的目的6. 负极材料预期目标：比容量≥330mAh/g，振实密度≥1.0g/cm3，能量型倍率放电性能≥10C，功率型放电性能≥30C，具备 10C 以上充电接受能力，循环寿命常温 2000 次不低于初始放电容量的 80%，安全性能满足动力蓄电池要求，成本降低 20%以上7. 掌握锂离子蓄电池隔膜生产的工艺技术，实现规模生产，降低生产成本。

8. 锂离子动力蓄电池产业通过 TS16949 体系认证9.开发新型锂离子动力蓄电池，全面提升电池各项性能123.2 课题主要研究技术的国内外发展现状与趋势，课题主要研究技术国内外专利申请和授 权情况3.2.1 国内外发展现状与趋势锂离子电池的兴起是由于其本身综合性能最好，故能在规模空前、发展速度惊人的便携式电子设备储能器件市场上逐渐取代镍镉电池、镍氢电池而占据主导地位从国家战略来看，传统油煤气等矿物能源会很快枯竭，二十一世纪后期将无油可用由于中国是贫油国家，故石油的形势更为严峻锂离子电池作为一种产业化的新型二次能源具有战略性意义，特别是锂离子电池在电动车领域大规模应用的前景一旦变成现实，将可取代部分石油另外，大规模应用锂离子电池等新型绿色能源将有助于全球环境问题的缓解在大气中80%的 CO2来自于能源消耗，随着能源消耗量的增长，CO2释放量在快速增加，1990 年已达59 亿吨，到 2000 年达 84 亿吨这种排放已使自然界 CO2循环的平衡被打破，是地球气候变暖及形成温室效应的重要原因，而气候变暖将对生态环境造成严重的破环发展锂离子电池顺应了人类对环保的呼声和社会和谐发展的需要作为军民两用的战略性技术，锂离子电池对发展 IT、新能源及环保等高技术产业具有重要的作用，同时可广泛应用于现代化军事装备、交通运输等领域中，具有广阔的市场前景。

锂离子电池在动力和储能方面具有大规模应用的潜力，未来用于电动车辆和储能的大功率能源器件和材料产业将有千亿元级的市场规模，国内外正在竞相开发中作为电动车以及混合动力车等新能源车关键部件的车载动力电池，正受到跨国汽车巨头和各大电池厂商前所未有的关注在锂电池领域市场份额居全球首位的三洋电机将加强对车用锂电池研发及生产领域的投资，并从 2009 年开始批量生产目前正联手德国大众汽车公司开发专门用于混合动力车的大容量锂电池，并准备在 2012 年正式投入环保汽车的使用丰田汽车公司携手松下电器公司大幅增产用于混合动力车等环保车型的车载电池日产和 NEC 将共同耗资 200 亿日元(约合 1.94 亿美元)，在全球首次量产混合动力车及电动车等环保型汽车专用的锂离子电池新的合资工厂将在 2009 年初正式投产，初始阶段的锂电池产量将可提供一万辆混合动力车或电动车使用，未来的产量将提高五倍三菱重工计划 2010 年量产面向电动汽车、混合动力车的锂离子电池，供给国内外汽车厂家东芝去年年底也宣布涉足混合动力车等使用的车载电池业，2010 年之前投资 200 亿日元建成量产体制13专家预测，从现在到 2015 年，全球市场对混合动力汽车电池的需求将增加三倍，价值总额达 23 亿美元，将于 2009 年首次应用在混合动力汽车上的锂离子电池可能会占据整个电池市场的半壁江山。

日美欧汽车大厂预计 2010 年前后将正式在乘用车上搭载锂离子电池从日韩电池巨头与汽车厂商的合作动向可知锂离子动力电池时代将迎来新一轮的变革日本 IIT 咨询公司报告提供的数据分析表明，2008 年世界锂离子电池实际增长率将达 18％到 2020 年，中国车用动力电池市场规模将达到数千亿元报道数据还显示，近年来电动工具采用锂离子动力电池替代镉镍电池呈加快态势，已经成为除、笔记本计算机外的第三大锂离子电池应用对象此外，电动自行车和电动摩托车是一个不小的市场，特别是对我国尤为重要随着人民生活水平的提高，对电动自行车和电动摩托车的需求会大量增加3.2.2 课题研究技术国内外专利申请情况与本申请课题有关的技术领域公开文献报道表明，目前困扰锂离子动力电池产业化的问题是安全和成本，国内外正在努力研究攻克这两大技术难题若能够抓住机遇，经过两年的努力，大力开展能量型和功率型双向发展的锂离子动力电池产业化工作，则对我国在电动车、笔记本以及电动工具领域抢占国际市场有极大的推动作用磷酸铁锂材料的专利虽然大都被国外的几家公司申请，但几家公司之间因为专利问题存在着多起诉讼案件，如：A123 公司 2006 年 4 月和 H-Q 公司的专利诉讼案、2006 年 9 月和 UT 大学的专利诉讼案。

Valence 公司与 H-Q 公司分别在 2004 年 9 月和 2006 年 2 月存在着专利诉讼UT 大学有 5 。