【特地对接2837】揭榜挂帅项目：高比能固态电池正极材料体系开发

一、需求名称

高比能固态电池正极材料体系开发

二、需求目标

针对固态电池固-固接触易失效和界面离子传输速率较慢等问题，开发适用于固态电池的高比能正极材料体系，及其相应的正极材料制备工艺。

1、通过正极前驱体的组成设计、形貌控制和相应正极材料的制备工艺优化，开发具有低体积应变特点的高比能单晶正极材料，减缓正极材料与固态电解质在循环过程中的接触失效，提升其界面稳定性并实现固态电池的长循环寿命，同时建立材料组成和形貌与体积应变和固-固接触变化的映射关系。

2、设计具有高离子电导率和高电压稳定性的固态电解质材料，开发对应的正极表面修饰技术，通过高离子电导率和高电压稳定性的固态电解质对正极表面的修饰，抑制正极与固态电解质之间的副反应并促进锂离子在界面的快速迁移，提升固态电池的倍率性能和循环寿命。

此外，需通过材料合成工艺与固态电池制造工艺的协同优化，形成具有自主知识产权的前驱体材料体系，实现从实验室到产业化技术贯通。

本技术核心研究内容聚焦聚焦离子体驱动氨分解制氢技术，围绕低温、低能耗、低成本规模化绿氢制备开展系统性攻关。重点研发非贵金属高效催化材料，解决传统贵金属催化剂成本高昂、高温易失活问题；探究低温温和工况下的催化反应机理，优化反应温度、空速等工艺参数；搭建一体化催化分解装置，集成氨气净化、高效分解、氢气提纯模块，提升系统集成度与运行稳定性。

目前企业已具备扎实的研发与工程基础，具备等离子裂解设备设计、研发和集成能力。依托现有研发平台与试验装置，可快速开展原理验证、技术迭代。

项目预期实现显著技术与产业成效。攻克氨气低温高效分解核心难题，产出高纯度工业级氢气；大幅降低制氢能耗与催化剂成本，突破传统工艺能耗瓶颈；助力企业拓展绿氢业务，赋能区域能源低碳转型，打造绿色能源产业新增长点。

所需技术需求简要描述：

1.高效等离子体反应器优化：完成10kW级原理样机的放电结构优化与电子能量调控，实现大气压纯氨进料下氨转化率≥90%，制氢综合能耗≤9kWh/kgH2，电源系统整体效率≥65%，性能优于常规介质阻挡放电体系。

2.高效催化材料研发：开发适配等离子体氛围的催化填料，匹配反应器实现氢气时空产率≥800mmolg-1h-1，完成200小时连续运行测试且性能衰减≤8%。

3.小型系统集成验证：完成10kW级原理样机整机集成，配套简易氨回收单元实现未转化氨回收率≥95%，验证工艺参数匹配性与运行稳定性，形成后续放大设计的基础技术方案。

三、成果形式

项目成功实施后，将形成具有自主知识产权的高比能固态电池正极材料技术，申请相应发明专利并发表相应的高水平论文。开发出适用于固态电池的高比能正极材料，形成相应产品。预计量产百吨级正极前驱体，推动固态电池材料的产业化应用,累计创造产业链经济效益超 10 亿元。技术成果可应用于高端智能手机、无人机、新能源乘用车等领域，助力我国在固态电池核心材料领域形成国际竞争力。

四、技术指标：

1、开发的单晶高比能正极前驱体颗粒 D50 控制在 4.5 ± 0.5 μm，振实密度≥ 2.2 g cm-3，满足工业化量产条件下的批次一致性(成分偏差≤ 0.5%)；

2、基于正极前驱体制备的三元层状正极材料适配固态电解质（ 卤化物或聚合物固态电解质 ）时界面阻抗 ≤ 50 Ω · cm2，0.1C 倍率下克容量 ≥210 mAh g-1，同时满充状态下的晶胞体积变化率<2%，应用于固态电池中 1C 电流密度下循环 2000 圈容量保持率>90%；

3、基于正极前驱体制备的富锂锰基正极材料适配固态电解质（ 卤化物或聚合物固态电解质 ）时界面阻抗 ≤ 80 Ω · cm2，0.1C 倍率下克容量 ≥ 300 mAh g-1，同时满充状态下的晶胞体积变化率<5%，应用于固态电池中 1C 电流密度下循环 1000 圈容量保持率>80%。

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