如何提升鋰離子電池在低溫環境中的性能是鋰離子電池產業備受關注，針對鋰離子電池低溫環境下能量密度低、放電能力差等技術難題，濰坊科技學院李成傑教授及其合作團隊10年來持續進行着技術突破。

在不久前舉行的第十五屆中國產學研合作創新大會上，李成傑團隊的項目成果“超低溫高倍率鋰離子動力電池關鍵技術及應用”獲2023年中國產學研合作創新成果獎二等獎。

10年攻關，突破低溫鋰離子電池技術瓶頸

我國新能源汽車市場正高速發展，但作爲新能源汽車的動力之源，鋰離子電池在冬季寒冷環境下充放電能力大大受限，續航里程嚴重縮水，制約了北方地區尤其是廣大高寒地區電動汽車的應用普及。目前商業化鋰離子電池的工作溫度普遍在0-45℃之間，且其電化學性能受低溫影響非常嚴重，不能滿足低溫環境地區對能量儲存及釋放的需求。

針對這個鋰離子電池應用普及中的痛點和難點問題，業界和學界都積極探索解決問題的新策略。

李成傑教授團隊經過10餘年“產-學-研”協同攻關，針對鋰離子電池低溫環境下能量密度低、放電能力差等技術難題，開發了雙碳層包覆及錳、釩協同摻雜高導電正極材料、高首效硬碳/石墨多相複合負極材料、低熔點高介電常數含氟超低溫功能電解液等關鍵電池材料。

通過關鍵電極材料的匹配優化，三維多通道導電網絡體系開發和高導電塗炭集流體的綜合應用，結合輕質全焊接一體化電池結構設計，開發了超低溫高倍率方型鋁殼鋰離子動力電池，突破了低溫環境下鋰離子固相擴散慢、去溶劑化能壘高、界面阻抗大及導電性變差等關鍵問題，提升鋰離子電池的低溫放電容量、功率密度、循環壽命等性能，實現了超低溫-40℃ 1C放電率達94%，-50℃ 1C 放電率達91%，滿足3C快充快放，充放效率100%，循環壽命超3000次，解決了鋰離子電池環境適應性弱、低溫性能差、功率密度低等重大技術問題。

新技術電池已累計裝車達3289臺

項目研發成果已在徐工集團、北京航天發射技術研究所、北京機械設備研究所等公司實現大規模產業化應用，並配套中通客車、南京金龍客車等多款型號純電動車型，累計裝車達3289臺，新增銷售額146927萬元，新增利潤9879萬元，取得了顯著的經濟效益。

本項目實現了高性能低溫鋰離子電池的產業化，成果的推廣將加快推進我國新型低溫電池技術的開發和產業化升級，解決北方寒冷地區的新能源汽車需求問題，加快我國東北、內蒙古等廣大高寒地區的新能源電動汽車的推廣，並極大促進新能源技術在多個領域，包括新能源汽車、寒區儲能、工程機械、電動重卡、極地或寒區特種裝備等領域的應用及發展。

圍繞超低溫高倍率鋰離子動力電池關鍵技術，該項目團隊共獲授權國家發明專利21項、實用新型專利8項，登記軟著4項，發表SCI學術論文36篇，制定企業標準7項。本項目系統複雜、技術難度大、創新性強，擁有豐碩的自主知識產權，項目成果實現了規模產業化，經濟和社會效益顯著。項目總體技術達到國際先進水平，項目成果推廣應用前景廣闊，對推動新能源汽車及動力電池行業技術進步意義重大。

（稿件來源：濰坊科技學院）