河南省科学技术进步奖提名书

1、 PAGE 86 河南省科学技术进步奖提名书(2019年度)一、项目基本情况奖励类别：技术开发类 编号： 提名等级：一等奖 二等奖 三等奖提名者河南省教育厅项目名称高安全性高性能锂动力电池正负极材料和固态电解质关键性及其回收应用主要完成人许光日,杨理,李元超, 李晓波,赵二庆,马晶晶,范淑敏主要完成单位河南科技学院科技成果登记号豫教【2018】00984学科分类名 称1化学代码1502能源科学技术代码所属国民经济行业任务来源河南省国际合作领域科技项目具体计划、基金的名称和编号：1.本项目受国家自然科学基金项目资助，开发高循环性的硅基石墨烯复合材料，新型纳米硅/硅金属合金/金属/石墨烯气凝胶锂离

2、子电池复合负极材料的微结构调控与电化学研究（21703057，23万元）。 2.本项目受2017年度河南省科技计划项目资助，纳米硅/三维石墨烯锂离子电池复合负极材料研发（172102410085）。3.本项目受2016年度河南科技学院高层次人才科研项目资助，高性能LiFePO4/C复合材料的制备工艺研究，水基流变相辅助碳热还原法制备LiFePO4/C复合材料的工艺研究（2016036，8万）。4.本项目受2016年度河南科技学院高层次人才科研项目资助，开发高安全性的锂离子固体电解质，新型固态锂离子电解质的研发（2016034，30万）。5.本项目受国家自然科学基金项目资助，以废旧锂离子电池为原

3、料溶胶-凝胶-自燃烧法制备钴铁氧体磁性材料及其性能研究（51304064，25万）已呈交的科技报告编号：项目起止时间起始： 2015年 1月 1日完成： 2018 年12月31日河南省科学技术奖励工作办公室制二、提名意见（适用于提名单位）提 名 者河南省教育厅通讯地址郑州市正光路11号邮政编码450018联 系 人刘在坤联系电子邮箱kjc传 名意见：本项目采用低成本的纯水和磷酸铁作为碳热还原法的球磨介质和反应原料，结合流变相混料技术制得了碳层、组成元素及粒度均一分布的LiFePO4/C复合材料，极大地提高了水基介质合成LiFePO4/

4、C复合材料材料工艺稳定性。 根据氧化石墨烯表面官能团的特性，提出以“正电荷”、“还原性”以及聚合物修饰等方式对纳米硅表面进行改性，在氧化石墨烯和纳米硅之间构建有效的相互作用，以改善纳米硅在最终产物中的分散程度以及被包覆程度，获得高性能复合负极材料。 基于无机固态电解质与聚合物电解质两者的协同机制，构筑无机/有机复合电解质薄膜，实现固态电解质综合性能的提高。项目实施以来，发表SCI收录论文8篇，获得国家发明专利3项。该项目当前在多个电池企业推广使用，产生经济效益11446.6万元。符合申报河南省科技进步二等奖的基本条件。经审核，该项目所有材料真实有效，符合申报材料。提名该项目为河南省科学技术进步

5、奖 二 等奖。声明：本单位遵守国家科学技术奖励条例及其实施细则、河南省科学技术奖励办法的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，所提供的提名材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极调查处理。 法人代表签名： 单位（盖章） 年 月 日 年 月 日三、项目简介（限1页）燃油汽车的大量普及和由其带来的环境和能源问题已经影响到社会的发展，人们迫切需要开发一种环境友好的交通工具。电动汽车作为一种环境友好型的新能源汽车，被认为是汽车行业发展的方向之一。而电池作为电

6、动汽车的“心脏”，对电动汽车的性能起着关键作用。2001年，我国科技部启动了“863”电动汽车重大专项计划，新能源汽车战略开始启动。锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、能量密度高的特点，作为电动汽车的首选电池研发，但目前与燃油汽车的性能相比仍有一定的差距，尤其是续航里程。为了提高电动汽车的续航里程，人们采用高能量密度的锂离子动力电池，但加剧了锂离子动力电池的安全问题，导致电动车的续航里程与安全性能之间的对立统一。如何协调这一矛盾是目前推进电动汽车发展的关键问题。本项目针对这一问题，权衡锂离子电池正负极材料及电解液材料的利弊，提出采用高安全性的磷酸铁锂作为锂动力电池的正极材料，高安全性的固态电

7、解质材料，配以高容量的硅碳作为负极材料，不仅避免了因高容量正极材料和液体电解液引起的安全问题，而且通过高容量的负极材料提升动力电池的能量密度，从而缓解动力锂离子电池的能量密度与安全性能之间的矛盾。研究成果的主要内容如下：1.高安全性磷酸盐系正极材料的研究及大规模固相制备法技术纯相LiFePO4材料的本征导电率和离子扩散率低，导致其高倍率性能和低温性能不佳，并由于其制备工艺繁琐和成本高的问题，限制了其广泛应用。对LiFePO4/C复合材料的表面相进行了研究，通过调控Fe/Li比和掺杂元素含量，在LiFePO4/C复合材料表面形成含有FeP4表面导电相，与表面的碳包覆层形成电子传导协同效应，极大地

8、提高了材料的倍率性能。以低成本的纯水和磷酸铁作为球磨介质和原料，采用流变相辅助的碳热还原法制备LiFePO4/C复合材料，对LiFePO4材料的配比、粒度以及制备工艺进行了研究，合成出碳层、组成元素及粒度均一分布的LiFePO4/C复合材料，提高了大规模制备LiFePO4/C复合材料的工艺稳定性。2.高容量的硅碳负极材料的研究与关键工艺开发利用冷冻干燥与溶剂热相结合的方式制备硅与石墨烯气凝胶的复合材料（Si/GA）。冷冻干燥法通过瞬时冷冻技术能够保持硅和石墨烯的分散结构，在干燥时，石墨烯收缩、卷曲、交联形成三维结构，将充分分散的纳米硅包裹起来，进一步的溶剂热反应则可以使氧化石墨烯还原，同时促进

9、石墨烯收缩、卷曲，形成更紧密的包覆结构。在最终制得的复合材料中，石墨烯形成相互交联的“豌豆”状腔体结构，纳米硅则被紧密地包裹在此“豌豆壳”中。石墨烯的“豌豆”状包覆结构不仅能够提高硅负极的导电性，而且能够抑制其体积效应。“豌豆”间相互交联形成导电网络为电子传输提供多维通道，“豌豆”间的多孔空隙则为锂离子扩散提供了场所。得益于其结构特性，复合材料展现了优异的电化学性能。为了在硅基颗粒与氧化石墨烯间建立有效的相互作用，提出一种对硅材料进行修饰改性的方式，即利用金属基材料对二氧化硅进行包覆修饰。其原因是：第一，胶体科学中，分散在介质中的金属基材料（金属氧化物或者金属氢氧化物）通常显示正电性；第二，部

10、分变价金属基材料能够和氧化石墨烯发生氧化还原反应。通过金属氧化物包覆修饰，可以实现硅基颗粒表面正电性修饰，使硅基材料在介质中能够通过静电作用吸附在显示负电性的氧化石墨烯表面，并且与氧化石墨烯表面活性位发生原位反应从而建立化学键相互作用。通过溶剂热反应，将金属基修饰的硅基颗粒引入石墨烯气凝胶后，再经过镁热过程，即可制得界面效应优异的硅基/金属基/石墨烯气凝胶复合材料。利用该方法所制得的硅基/Co基/石墨烯气凝胶复合材料中，Co基修饰的硅基颗粒分散均匀且完全被具有三维多孔结构的石墨烯所包覆。该材料在电流密度为200mA g1时，首次放电比容量和充电比容量分别为2280和1010mA h g1，经过

11、60次循环后，容量稳定在970 mA h g1，容量保持率高达96 %。3.高安全性固态电解质材料的研究与开发采用一种改良的Pechini合成方法制备了NASICON结构的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3电解质材料。通过优化制备工艺参数，如分散剂、粉体的烧结温度、电解质片烧结温度和时间，制备出了高性能LATP电解质。LATP粉体的分散性与分散剂的种类密切相关，葡萄糖作为分散剂制备的粉体分散性较好。固定分散剂，确立了电解质最佳制备工艺路线，采用850 C烧制的粉体压片，随后在900 C烧结3 h得到的电解质具有最高的锂离子电导率，其303K下的数值为6.010-4 S/cm，高于大多数

12、文献报道的结果，其良好的性能归因于电解质致密的结构，其致密度高达95.76%。为了确立电子电导率在总电导率中的比重，通过恒流极化方法测定了LATP电解质的电子电导率，其数值为1.2 10-8 S/cm，与电解质总电导率相比，该数值可忽略不计。采用一种改良的固相法合成了Y掺杂的LATP固态电解质，确立了最佳Y掺杂量，得出了Y掺杂量对电解质结构及电性能的影响规律。随着Y掺杂量的增加，电解质电性能不断提高，当Y的掺杂量为0.0275时，电解质的室温电导率最大，其数值为7.810-4 S/cm，进一步增加Y的掺杂量，电解质电导率开始降低。XRD精修结果显示，Y的掺杂使电解质的晶格常数增大，扩展了锂离子

13、传导的传输通道，除此之外，Y的掺杂出现了YPO4新相，当适量的YPO4存在时，YPO4会向电解质的晶界迁移，诱发电解质晶粒的黏联性增强，提高了电解质的致密度，促进了锂离子在电解质内部的传导，但当过量的YPO4出现在电解质晶界处时，YPO4作为一种非锂离子导体会对锂离子传导起到阻碍作用。电子电导率研究结果显示，Y的掺杂对电解质电子电导率无明显的影响，各电解质的离子电导率均可忽略不计。4.废旧电池回收利用技术废旧电池中含有大量的金属元素，如果采用适当的措施对废旧电池进行处理，使废旧电池中的金属得以回收和重复使用，不仅减轻了某些稀有金属自然资源短缺的压力；也消除了废旧电池对环境和人类健康构成的威胁。

14、根据液相化学制备原理、材料化学合成原理和磁学理论，利用光谱学方法和显微分析技术，充分运用化学工艺学、化学反应工程及环境工程等理论知识，首先对废旧电池正极材料如何从铝箔上分离进行优化，探索正极活性物质高效分离技术。其次，借助IR、ICP-AES、XRD、TG/DSC、SEM-EDS、TEM、VSM等手段开展以废旧电池正极材料为原料，针对废旧锂离子电池的特点，并对传统回收技术中存在的不足进行改进和优化，最终制备出工艺合理、技术可行、操作简单、经济实效、附加值更高的钴铁氧体和三元正极锂离子电池材料。项目实施以来，获授权发明专利3项，实用新型13项；发表SCI论文34篇。成果推广后，提高了水平，企业累

15、计新增效益3亿元，近三年的项目市场化推广运营取得了显著的经济效益和社会效益。该研究工作的实施，为解决废旧电池污染环境提供重要的理论和技术支撑。四、主要科技创新1. 主要科技创新（限5页，但不少于3500）创新点一：开发了水基流变相辅助的碳热还原固相法制备LiFePO4/C复合材料，缓解了固相法的颗粒团聚问题，提高了大规模制备LiFePO4/C复合材料的均一性和制备工艺的稳定性。学科分类： 旁证材料：见附件。在已报道的锂离子动力电池三元、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料中，磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料因结构稳定是最安全的正极材料。但LiFePO4材料因导电率低需要碳包覆和二价铁容易氧化等问题，导致

16、其制备工艺不稳定和成本偏高。本项目采用低成本纯水作为球磨溶剂，三价的磷酸铁作为反应原料，通过添加醋酸调节水基浆料的pH值，保证锂源、碳源及掺杂元素化合物完全溶解，使其与不溶的FePO4微粒均匀混合，形成不易分层离析的流变相浆料，改进了传统的碳热还原固相法，不仅提高了LiFePO4/C材料制备工艺的稳定性，而且降低了制备工艺成本。所制LiFePO4/C材料表现出了优异的电化学性能，在0.1、2、5、10和20C倍率下的放电容量分别为158、149、133、115 和 81 mA h g1，10C充放循环200周，容量几乎没有任何衰减。通过调控Fe/Li比和掺杂元素含量，在LiFePO4/C复合材

17、料表面形成含有FeP4表面导电相。适量的FeP4表面导电相与碳包覆层形成了电子传导协同效应，极大地提高了材料的倍率性能，在20C的放电容量为125 mA h g-1。与国内外同类技术相比，本产品特点如下：（1）对传统碳热还原固相法工艺进行优化改良，结合流变相技术，提高了传统碳热还原固相制备工艺的稳定性；（2）以纯水作为球磨溶剂，通过采用醋酸添加剂，不仅降低了成本，而且提高了所制材料的均一性；（3）通过调控Fe/Li和掺杂元素，在LiFePO4材料表面原位合成FeP4的表面导电相，不仅提高了材料的倍率性能，而且操作过程简单、易控，易于大规模生产。创新点二：基于分散剂链中某些基团与凝胶颗粒间形成的

18、空间位阻效应，解决了LATP电解质颗粒易团聚的现象，为高性能固态锂离子电解质的研制提供了新思想和新途径。学科分类：食品科学技术（550）。 旁证材料：见附件1、4、5、6、7、9、24、25、34、37、38、44。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固态电解质具有制备工艺简单、原材料价廉、空气中稳定性优越以及电导率相对较高等优点，是一种非常有应用前景的电解质材料。目前文献报道该电解质的文献相对较多，主要针对电解质材料的制备方法以及掺杂改性方面进行研究。在目前的制备方法中，溶胶凝胶法因具有合成粉体温度低、电解质纯度高、颗粒粒度小等优点，但是该方法合成的材料团聚现象比较严重，影响了材料的烧

19、结性能。针对该方法存在的缺陷，本项目在溶解凝结制备工艺过程中加入不同种类的分散剂（葡萄糖、乙二醇等作为分散剂），研究了分散剂种类对电解质颗粒分散度、结构及电性能的影响，目的是为了筛选最优的分散剂，理清各种分散剂的分散机理。在所有的分散剂中，葡萄糖作为分散剂时，电解质材料分散性好，烧制的电解质致密度高，电解质的锂离子电导率最佳，主要原因是葡萄糖链中的基团与凝胶粒子间形成空间位阻效应以及葡萄糖分解释放大量气体阻止了LATP粒子的团聚，该研究思路为高性能全固态电解质的研制提供了新途径。与国内外相关的研究比较，本项目有如下创新点：（1）系统地研究了分散剂对电解质材料结构及电性能的影响规律，得出了分散剂

20、的作用机制；（2）葡萄糖作为分散剂时，电解质材料分散性好，用其烧制的电解质致密度最高，电性能最佳，303K下的数值为6.010-4 S/cm，而且其电子电导率可忽略不计，能够满足电池对电解质的使用要求。创新点三：开发了一种新的制备高性能无机固态锂离子电解质的方法，探究了Y掺杂对电解质结构及电导率影响的机制，为固态锂离子电解质研发提供方法、理论和技术指导。学科分类：食品科学技术（550）。 旁证材料：见附件2、4、5、6、7、8、21。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3固态电解质具有制备工艺简单、原材料价廉、空气中稳定性优越以及电导率相对较高等优点，是一种非常有应用前景的电解质材料。目前

21、文献报道该电解质的文献相对较多，主要针对电解质材料的制备方法以及掺杂改性方面进行研究。在目前的制备方法中，固相法具有操作简单、适合量产等优点，是最常用的一种合成方法，但是该方法缺点也十分明显，如烧结温度高、电解质杂相多以及电解质颗粒大等，导致电解质电性能差。针对传统固相法存在的问题，本项目改进原料的混合方式，提高材料混合的均一度，并结合冷冻干燥工艺，提高材料的分散性，经过煅烧制备了Y掺杂的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3电解质材料，改进的固相法工艺在800可获得纯的、结晶度高、颗粒形貌规则的电解质材料，而且该工艺减少了杂质相的出现；Y的掺杂对电解质结构及电性能有重要的影响，扩大了电解

22、质传导路径，新相YPO4诱导电解质颗粒黏联，提高电解质致密度，促进了电解质锂离子传导，该研究提供了电解质研制的新方法，涉及的掺杂改性为电解质理论研究提供指导。与国内外相关的研究比较，本项目有如下创新点：（1）对原有的固相法进行改进，开发了一种改良的固相方法，采用水作为球磨介质，提高了原材料混合的均一性，借助冷冻干燥手段提高了材料的分散性；（2）在800较低的温度下，获得了形貌良好、结晶度的固态电解质材料；（3）Y的掺杂使电解质的晶格常数增大，扩展了锂离子的传导通道；同时电解质出现了新相YPO4，促进了电解质内部粒子之间的黏连，提高了电解质的致密度，降低了电解质的晶界电阻，当Y的掺杂量为0.02

23、75时，电解质的室温电导率最大，其数值为7.810-4 S/cm，而且该电解质具有可忽略的电子电导率，能满足全固态电池的要求。创新点四：采用冷冻干燥与溶剂热相结合的方法制备得到具有“豌豆状”石墨烯包覆纳米硅结构的复合负极材料，辅助以金属氧化物包覆纳米二氧化硅的方式对硅基颗粒进行正电性修饰，该材料具有突出的高倍率循环稳定性能。学科分类：食品科学技术（550）。 旁证材料：见附件3、4、5、10、26、36、45。利用冷冻干燥与溶剂热相结合的方式制备硅与石墨烯气凝胶的复合材料（Si/GA）。冷冻干燥法通过瞬时冷冻技术能够保持硅和石墨烯的分散结构，在干燥时，石墨烯收缩、卷曲、交联形成三维结构，将充分

24、分散的纳米硅包裹起来，进一步的溶剂热反应则可以使氧化石墨烯还原，同时促进石墨烯收缩、卷曲，形成更紧密的包覆结构。在最终制得的复合材料中，石墨烯形成相互交联的“豌豆”状腔体结构，纳米硅则被紧密地包裹在此“豌豆壳”中。石墨烯的“豌豆”状包覆结构不仅能够提高硅负极的导电性，而且能够抑制其体积效应。“豌豆”间相互交联形成导电网络为电子传输提供多维通道，“豌豆”间的多孔空隙则为锂离子扩散提供了场所。得益于其结构特性，复合材料展现了优异的电化学性能。该材料在电流密度为200mA g1时，首次放电比容量和充电比容量分别为2280和1010mA h g1，经过60次循环后，容量稳定在970 mA h g1，容

25、量保持率高达96 %。与国内外同类技术相比，本项目有如下创新：（1）系统研究了食用菌烫漂液理化特性（多糖、可溶性蛋白质、可溶性固形物含量、电导率、褐变程度）随烫漂次数的变化规律，为食用菌烫漂液的精准回收利用提供了理论依据；（2）根据食用菌烫漂液、压榨液中主要是可溶性营养成分的特性，采用喷雾干燥技术将其加工成营养精粉，产品水溶性好，营养保健价值高，可作为功能性食品添加剂或营养强化剂使用，因而附加值很高；（3）采用科学复配技术将杏鲍菇压榨液与红枣、山楂汁等辅料配合，制成色香味养俱佳的营养功能饮料，充分回收利用了压榨液中的有效成分，实现了变废为宝，产品具有较高的附加值。创新点五：优化废旧电池正极活性

26、材料和铝箔分离条件，利用溶胶-凝胶法制备出高反应活性的复合材料。该方法工艺简单，成本相对较低，易于工业生产，经济效益和社会效益明显。如何提高锂离子电池正极材料和铝箔的分离效率并对其进行有效溶解，再进一步通过资源化回收转化为附加值更高的产品，是当今国内外研究人员对废旧离子电池再资源化共同追求的目标。以废旧锂离子电池正极为材料，成功制备出LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2镍钴锰三元锂离子正极材料。整个研究包括正极活性材料分离过程，共沉淀过程，溶胶-凝胶过程，煅烧过程，电池制备过程和电池充放电测试过程。制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2镍钴锰三元锂离子正极材料的适宜条件是：共沉淀pH值为

27、8，煅烧温度为850，煅烧时间为10h。 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2镍钴锰三元锂离子正极材料首次放电容量为160.2 mAh/g，库仑效率为99.8%。与国内外同类技术相比，本项目有如下创新：（1）在废旧锂离子电池资源化中，大多数研究都集中在回收正极材料里面含有的贵金属单质、金属氧化物或金属盐，产品附加值低。制备锂离子电池正极材料附加值高的目标产物和适合的工艺技术是对废旧电池资源化的关键所在。（2）利用微波加热法对钴酸锂正极材料进行处理，具有样品加热快，升温温度高，减少了消解样品时间，也大大缩短了合成样品和溶解样品所需要的能量。（3） 从合成工艺方面，本研究运用溶胶-凝胶法合成锂离

28、子电池正极材料，该合成方法工艺简单，成本相对较低，易于工业生产较好的应用前景。2. 科技局限性（限1页）项目实施以来取得了一定的研究和应用成果，为开发高性能、低成本以及高安全的锂动力电池提供了重要的理论和技术支撑。但是，还需要大量的工作开展，如在正极材料制备过程中存在FePO4原料批次不稳定；负极石墨烯制备工艺繁琐导致成本过高；固态电解质与正负极接触电阻大等问题。在今后的研究中，降低负极材料的成本及优化全固态电池的组装工艺是下一步研究工作的重点。由于不同类型废旧锂电池中存在成份复杂，单体差异大，如何优化多种类型混合废旧锂离子电池同时溶解的最佳工艺是加速废旧锂离子电池充分利用的前提条件。五、客观

29、评价（限2页。围绕创新性、应用效益和经济社会价值进行客观、真实、准确评价。填写的评价意见要有客观依据，主要包括与国内外相关技术的比较，相关部门正式作出的技术检测报告、验收意见、鉴定结论，国内外重要科技奖励，国内外同行在重要学术刊物、学术专著和重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见等，可在附件中提供证明材料。非公开资料（如私人信函等）不能作为评价依据。）1.科学技术成果评价报告本项目于2017年4月28日通过了河南科技学院科技处组织相关专家对“高安全性高性能锂动力电池正负极材料和固态电解质关键性技术及其回收应用”的成果进行评价，评价组听取了项目组汇报，审阅了评价材料，经质疑和讨论，形成如下评价

30、意见：（1）提供的评价资料基本齐全，符合评价要求。（2）采用低成本的纯水和磷酸铁作为碳热还原法的球磨介质和反应原料，结合流变相混料技术制得了碳层、组成元素及粒度均一分布的LiFePO4/C复合材料，极大地提高了水基介质合成LiFePO4/C复合材料工艺稳定性。通过调控Li/Fe比和掺杂元素，LiFePO4/C复合材料表面原位形成FeP4第二相。形成的FeP4第二相和表面碳包覆层形成了电子传导协同效应，极大地提高了材料的倍率性能。（3）根据氧化石墨烯表面官能团的特性，提出以“正电荷”、“还原性”以及聚合物修饰等方式对纳米硅表面进行改性，在氧化石墨烯和纳米硅之间构建有效的相互作用，以改善纳米硅在最

31、终产物中的分散程度以及被包覆程度，获得高性能复合负极材料。基于无机固态电解质与聚合物电解质两者的协同机制，构筑无机/有机复合电解质薄膜，实现固态电解质综合性能的提高。（4）以NMP（N-甲基吡咯烷酮）作为超声溶剂，对废旧锂离子电池正极材料和铝箔进行分离研究，采用微波法对钴酸锂正极材料进行消化，溶解率达到99%；在此基础上，以柠檬酸或乙二醇为凝胶剂，采用溶胶-凝胶法制备出三元锂离子电池正极材料，首次放电容量为160.2 mAh/g，实现了废旧锂离子电池的高附加值回收应用；经新乡医学院图书馆查新咨询中心查新，国内未见与本项目研究内容相同的文献报道。2.科技查新报告本项目通过了中国科学院兰州文献情报

32、中心科技查新（报告编号：2018410XYCXZ0032）,把检索到的相关文献与查新点进行对比、分析，查新结论全文如下：（1）LiFePO4正极材料：在所列检索范围内，除本项目委托单位申请的专利及研究人员发表的论文（文献1-5）外，但未见有以以醋酸作为分散剂，采用流变相辅助的碳热还原法制备LiFePO4/C复合材料的相同研究。（2）纳米硅/硅金属合金/金属/石墨烯气凝胶锂离子电池负极复合材料：在所列检索范围内，除本项目委托单位申请的专利及研究人员发表的文献（文献1-5）外，亦未发现对纳米硅表面进行正电荷或者还原性修饰引入三维石墨烯中，合成纳米硅/硅金属合金/金属/石墨烯气凝胶锂离子电池负极复合

33、材料的相同研究。（3）高性能的LATP固态电解质材料：在所列检索范围内，除本项目研究人员发表的论文（文献1、2）外，未发现采用一种改良的Pechini法提高材料的分散性，合成高性能的LATP固态电解质材料，解决电解质材料与Li金属不匹配的问题的报道。4应用证明相关的技术成果在河南科隆集团有限公司，新乡天力锂能股份有限公司、新乡市中天新能源科技股份有限公司等单位推广应用，给企业带来了良好的经济效益和社会效益，根据相关企业的财务报告分析，项目近三年的新增销售额达到11446.6万元，为企业创造了丰厚的经济效益。该技术成熟可靠，取得了用户的一致好评。六、应用情况、经济效益和社会效益1应用情况（限2页

34、，请依据客观数据和情况准确填写，不做评价性描述）本成果自2015年1月开始启动，与2018年12月完成，项目周期为4年。该项目依托河南科技学院新能源材料研究所，充分利用团队优势，开发锂动力电池正负极材料和固态电解质关键性技术及其应用。通过一系列的试验获得了具有自主知识产权的锂离子电池正极材料、负极材料及固态电解质应用研究方面的相关技术和产品成果。结果显示，通过锂离子电池新工艺和新技术研发，改善了锂离子电池的电性能，提高了锂离子电池的放电容量和循环寿命，降低了生产成本。在河南科隆集团有限公司，新乡天力锂能股份有限公司、新乡市中天新能源科技股份有限公司等单位推广应用期间给企业带来了良好的经济效益和

35、社会效益，根据相关企业的财务报告分析，项目近三年的新增销售额达到11446.6万元，为企业创造了丰厚的经济效益。该技术成熟可靠，取得了用户的一致好评。项目组近年来公开发表相关研究论文34篇，申请发明专利8项，实用新型专利13项，相关技术成果受到国内多家食用菌企业关注和咨询，项目组也通过电话、微信等方式给予指导帮助。本项目针对锂离子电池存在的突出问题，技术成果具有较强针对性和适用性，推广应用前景广阔。项目组今后将继续改进完善技术成果水平，加大推广应用力度，为电动汽车动力电池的应用做出更大贡献。主要应用单位情况表应用单位名称应用技术应用的起止时间应用单位联系人/电话应用对象及规模河南科隆集团有限公

36、司水基流变相辅助的碳热还原法制备LiFePO4/C20150101-20181231李国乾极材料新乡天力锂能股份有限公司硅基石墨烯负极复合材料工艺条件20150101-20181231蔡碧博极材料新乡市中天新能源科技股份有限公司固态复合电解质工艺条件应用20150101-20181231丁现亮极材料2近三年经济效益 单位：万元人民币年 份完成单位其他应用单位新增销售额新增利润新增销售额新增利润20162539.26962017380592120185102.41626累 计11446.63243.0主要经济效益指标的

37、有关说明（限300字）：本项目由河南科隆集团有限公司、新乡天力锂能股份有限公司和新乡市中天新能源科技股份有限公司推广应用和市场转化，统计了2016-2018年的相关数据，以企业实际出入账数据为准，所列经济效益的有关说明及计算依据如下；新增产值=固定资产折旧+劳动报酬+增值税+营业利润新增销售额=新增产量平均市场价格新增利润=新增销售额-生产成本新增税收=所得税+增值税其他经济效益指标的有关说明（限300字）：项目至2018年12月，制备正负极材料及固态电解质材料约950吨，原材料累计费用3597万元，累计固定资产折旧600万，累计劳动报酬300万，累计水电费950万，累计新增税收2757万元，

38、累计新增利润3243万元。注：新增销售额指完成单位技术转让收入及应用单位应用本项目技术所生产的产品或服务销售额；新增利润指新增销售额扣除相关产品或服务的成本、费用和税金后的余额。3社会效益（限600 字）动力锂电池可以创造出良好的社会效益和经济效益。无论是在扩大就业，促进新能源产业的发展，还是在带动新能源工业的产业链，以及使一批企业成为地方经济的支柱企业、利税大户都起到不可估量的积极作用和推动作用。该项目可以带动新能源产业的发展，解决了目前电池普遍存在的环境污染大、价格高、安全性差、比容量低、寿命短的问题。该项目研发的LiFePO4/C复合材料、纳米硅/硅金属合金/金属/石墨烯气凝胶负极复合材

39、料、LATP固态电解质材料的工艺具有技术先进、工艺完善、产品性能优良等优势，带来了巨大的经济效益。动力锂电池具有高效节能、绿色环保的优点，近年来已越来越受到人们的关注。该项目研究的新能源电池材料和工艺技术在一定程度上解决了人们长期对石油衍生产品的依赖，彻底改变了人们对能源的消费观念，在新能源的发展中起到不可估量的作用。（3）该项目的应用与推广为当地居民提供就业机会，解决了就业问题，改善了当地人们的生活水平；为企业提供培训、技术指导、培养技术人才，为锂离子动力电池材料相关产品的开发及产业化作出重要贡献。近年来，该项目新增税收584万元。（4）提高了人才培养质量项目实施以来，培养硕士研究生5人，先

40、后有70多名本科生以毕业论文等形式参与到项目中，提高了人才培养质量。七、主要知识产权和标准规范等目录（不超过10件）知识产权（标准）类别知识产权（标准）具体名称河南省（地区）授权号（标准编号）授权（标准发布）日期证书编号（标准批准发布部门）权利人（标准起草单位）发明人（标准起草人）发明专利（标准）有效状态国家发明专利一种对锂电池隔膜处理并同时测定所含金属元素的方法新乡ZL201410013941.92014.01.142146648河南科技学院杨理 有效专利一种废锂离子电池中铝箔溶解条件的方法中国ZL201510432257.9河南科技学院杨理有效专利一种镍钼矿中钼金属浸取及测定方法中国ZL2

41、01410130840.X河南科技学院杨理有效专利负极材料的制备方法及用途中国ZL201310423296.3有效专利一种中温固体氧化物燃料电池一维纳米复合阴极及其制备方法中国ZL 201210110887.0有效承诺：上述知识产权和标准规范等用于提名河南省科学技术进步奖的情况，已征得未列入项目主要完成人的权利人（发明专利指发明人）的同意。 第一完成人签名：八、论文专著目录（不超过8篇） 检索机构： 序号论文专著名称/刊名/ 作者影响因子年卷页码（xx年xx卷xx页）发表时间通讯作者第一作者国内作者SCI他引次数JCR分区核心期刊1Preparation and magnetic perfor

42、mance of Co0.8Fe2.2O4 by a solgel method using cathode materials of spent Li-ion batteries/ Ceramics International/ Li Yang, Guoxi Xi, Tianjun Lou, Xinsheng Wang, Jingjing Wang, Yuanheng He（期刊论文）3.062016年42卷1897-19022016Li YangLi YangLi Yang*, Guoxi Xi, Tianjun Lou, et al二区2Sol-gel synthesis of high

43、 ionic conductivity Li1.3Al0.3Ti1.7 (PO4)3 solid electrolytes: the effect of dispersants / Journal of alloys and compounds / Erqing Zhao, Furui Ma, Yongcheng Jin, Kiyoshi Kanamura（期刊论文）3.782016年45x卷301-3062016Yongcheng JinErqing ZhaoErqing Zhao, Furui Ma, Yongcheng Jin, Kiyoshi Kanamura二区3Rapid hydr

44、othermal and post-calcination synthesis of well-shaped LiNi0.5Mn1.5O4 cathode materials for lithium ion batteries/ Journal of alloys and compounds/ Erqing Zhao, Wei Liu, Yudi Guo, Yongji Xu, Wenchao Yan, Deye Sun, Yongcheng Jin（期刊论文）3.782017年695卷3393-34012017Yongcheng JinErqing ZhaoErqing Zhao, Wei

45、Liu, Yudi Guo, Yongji Xu, Wenchao Yan, Deye Sun, Yongcheng Jin二区4Effect of Cu doping on the structural and electrochemical performance of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 cathode materials/ Journal of electromic materials/ Yang Li, Ren Fengzhang, Feng, Qigao, Xu Guangri, Li, Li Xiaobo, Li Yuanchao, Zhao Erqing,

46、Ma Jingjing, Fan Shumin（期刊论文）1.572018年47卷3996-40022018Yang LiYang LiYang Li, Ren Fengzhang, Feng, Qigao, Xu Guangri, Li, Li Xiaobo, Li Yuanchao, Zhao Erqing, Ma Jingjing, Fan Shumin四区5An in situ chemically and physically confined sulfurpolymer composite for lithiumsulfur batteries with carbonate-bas

47、ed electrolytes/ Chemical Communication/ Jingjing Ma, Guangri Xu, Yuanchao Li, Chuangye Ge and Xiaobo Li（期刊论文）6.292018年54卷14093-140962018Guangri XuJingjing MaJingjing Ma, Guangri Xu*, Yuanchao Li, Chuangye Ge and Xiaobo Li一区6Synthesis of LiFePO4 nanocomposite with surface conductive phase by Zr dopi

48、ng with Li excess for fast discharging/ Journal of the Electrochemical Society/ Yuanchao Li, Yuping Zhang, Jingjing Ma, Li Yang, Xiaobo Li, Erqing Zhao,Shumin Fan, Guangri Xu, Shuting Yang（期刊论文）3.662019年166卷A410-A4152019Guangri Xu, Shuting YangYuanchao LiYuanchao Li, Yuping Zhang, Jingjing Ma, Li Ya

49、ng, Xiaobo Li, Erqing Zhao,Shumin Fan, Guangri Xu, Shuting Yang二区7High ionic conductivity Y doped Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 solid electrolyte, Journal of Alloys and Compounds/ Journal of Alloys and Compounds/ Erqing Zhao, Yudi Guo, Guangri Xu, Long Yuan, Jingcheng Liu, Xiaobo Li, Li Yang, Jingjing Ma, Y

50、uanchao Li, Shumin Fan1（期刊论文）3.782019年782卷384-3912019Erqing ZhaoErqing ZhaoErqing Zhao, Yudi Guo, Guangri Xu, Long Yuan, Jingcheng Liu, Xiaobo Li, Li Yang, Jingjing Ma, Yuanchao Li, Shumin Fan二区8废旧电池资源化研究/中国环境出版社/杨理（著作）2017合计补充说明（视情况填写）：承诺：上述论文专著用于报奖的情况，已征得未列入项目主要完成人的作者同意。上述论文专著知识产权归国内所有，且不存在争议。第一完成

51、人签名：九、主要完成人情况表姓 名许光日性别男排名1国 籍中国出生年月1974-4-7出 生 地吉林省延边民 族朝鲜族身份证号2224057004071817归国人员是归国时间2004技术职称副教授最高学历博士研究生最高学位博士毕业学校韩国庆北大学毕业时间2004-8-20所学专业分析化学电子邮箱办公电话03733693027移动电讯地址河南省新乡市红旗区华兰大道东段邮政编码453003工作单位河南科技学院行政职务副处长二级单位研究生处党 派中国共产党完成单位河南科技学院所 在 地河南省新乡市单位性质事业单位参加本项目的起止时间至2014-1-1至2018-12-31

52、对本项目主要创新点的贡献及其支持材料：（限200字）：项目的总负责人，在项目实施过程中进行项目的总体规划、项目分工、实验思路设计、项目的进度安排、质量管理以及电池材料的电化学性能分析等工作。该项目的工作量占本人工作量的75%。支持上述贡献的旁证材料及附件中的编号：曾获省级以上科技奖励情况（限200字）：1、2011年9月，获得河南省首届自然科学优秀论文一等奖2、2010年4月，获得河南省十届自然科学优秀学术论文一等奖3、2010年4月，获得河南省十届自然科学优秀学术论文二等奖声明：本人同意完成人排名，遵守河南省科学技术奖励办法等有关规定，保证所提交材料真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保

53、守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。该项目是本人本年度提名的唯一项目。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。本人签名：年月日完成单位声明：本单位确认该完成人情况表真实有效，且不存在任何违反中华人民共和国保守国家秘密法和科学技术保密规定等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如产生争议，愿意积极配合调查处理工作。工作单位声明：本单位对该完成人被提名无异议。单位（盖章）年月日姓 名杨理性别男排名2国 籍中国出生年月1980-9-24出 生 地河南省泌阳民 族汉族身份证国人员否归国时间技术职称副教授最高学历博士研究生最高学位博士毕业学校河南师范大学毕业时间2017-7-1所学专业环境科学电子邮箱办公电话03733693027移动电讯地址河南省新乡市红旗区华兰大道东段邮政编