找成果_宁夏东西部科技成果转移转化与人才对接活动

长寿命磷光碳点基材料的制备新技术

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：碳点（CDs）作为新一代磷光材料，因其超长的磷光寿命、较大的斯托克斯位移和高环境敏感性等特性在信息防伪、时间加密、光电器件、传感、生物医学等领域受到广泛的应用。然而，CDs基磷光材料低效的系间窜越和快速的非辐射跃迁导致其磷光寿命和量子产率降低。为此，引入刚性结构环境来限制发光基团的旋转和振动，抑制非辐射跃迁是提高其磷光的有效策略。因此，本项目开发了一种简单的一步煅烧法原位制备磷光碳点基复合材料的策略。本项目所开发的方法实现了长寿命磷光和长肉眼可见时间。制备所使用的药品均无毒无害、价格低廉，且可大量制备、制备简单所用时间短。也成功将制备的磷光碳点基复合材料能应用于信息加密和时间防伪等领域。本项目实施场地无特殊要求，室内清洁环境生产即可；可用于工业化大批量生产，且对设备要求较低。制备所需的药品均为无毒且易于采购。广泛应用在照明设备、电子产品、医学成像等领域，具有非常广阔的市场前景。

浓度梯度结构锂离子电池高镍层状正极材料

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：高镍层状氧化物具有高容量、高电压、低成本等优势，被认为是最有希望的下一代高能量密度锂离子电池正极材料。然而，高镍材料充放电过程中容易发生表面结构转变和副反应，致使其循环寿命和安全性能较差。浓度梯度结构（内部是高容量组分，外层是结构稳定性和热稳定性优异的组分）可以充分利用两者的优势，避免各自的不足，被证实能够显著改善高镍材料电化学性能。韩国ECOPRO已有相关高性能梯度高镍材料产业化报道。浓度梯度结构前驱体是制备高性能梯度高镍正极材料的基础，但是，共沉淀制备浓度梯度结构前驱体的过程非常复杂，导致梯度结构高镍材料产品的一致性很差、成本较高，严重影响其产业化进程及其在高能量密度锂离子电池中的广泛应用。本项目主要以镍含量≥70%的高镍材料作为研发对象，首先研发出了一种连续可控制备多层壳结构前驱体的技术路线，其次研发出基于前驱体多壳层间离子扩散可控制备浓度梯度结构高镍材料的新方法。所研发出的技术路线更加简单和容易控制，可提高梯度高镍材料产品一致性，适合大规模产业化。由于结构稳定梯度层的保护，本项目研发出的高镍材料具有高于200 mAh/g放电容量、循环寿命1000次以上、安全性能优异等优势。基于所研发出的梯度高镍材料作为正极与高容量负极材料匹配可实现锂离子全电池比能量密度300 Wh/kg的目标，满足电动汽车长续航能力的需求。我们在多年核壳和浓度梯度结构层状正极材料的研究基础上，提出了基于多壳层前驱体间过渡金属离子扩散机制可控制备浓度梯度结构高镍材料的新方法，如上图所示，相比于浓度梯度结构前驱体，多壳层前驱体的合成更加简单和容易控制，有助于梯度结构高镍材料产品一致性的提高，适合大规模产业化。

微米级单晶锂离子电池三元层状正极材料

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：常规三元层状正极材料主要由纳米一次晶粒组装而成的球形二次颗粒，然而这种多晶正极材料仍存在一些急需解决的问题：(1)常规三元正极材料以团聚体的形式存在，堆积密度较低，导致压实密度偏低；(2)高压实下球形二次颗粒会破碎，致使比表面积增加和副反应加剧，造成电化学性能衰退；(3)充放电下一次晶粒各向异性膨胀/收缩，致使球形二次颗粒微裂变。单晶体以单分散形式存在，不存在晶粒间界面，能够避免晶粒间各向异性收缩/膨胀而导致的微裂变；单晶具有低比表面积和缺陷密度，能够降低表面副反应和结构转变；此外单晶具有高机械强度，压实密度可高达3.8~4.0 g cm−3，能够提高电池能量密度。因此单晶体可以有效改善多晶三元层状材料上述问题，但是如何调控多元素热力学稳定性的差异和晶体生长动力学是制备微米级单晶正极材料的关键。我们创新性地提出一种基于含锂尖晶石过渡相可控制备微米级单晶多元层状正极材料的新方法，所制备的微米级单晶NCM111具有更高的体积能量密度、显著改善的循环寿命和倍率特性，如上图所示，所提出的方法简单可行，适合大规模产业化，相关技术成果已获授权发明专利两项（ZL201710216044.1和ZL201710681021.8）。

规模化制备Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体的工艺方法

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：全无机铯铅卤钙钛矿材料具有发光效率高，发光波长可调、半峰宽窄等优点，被广泛的应用在太阳能电池、发光二极管（LED）、激光器、荧光防伪等光电领域。由于钙钛矿材料属于离子晶体，其结构容易在光、热或极性溶剂条件下发生改变，从而导致荧光猝灭，器件性能下降，阻碍其在光、电领域中的应用。目前主要有两种方法制备钙钛矿纳米材料：一是热注入法；二是室温重结晶法。但上述方法常需要高温和氮气氛围下进行，或者大量甲苯、DMF等有机溶剂，合成繁琐，人体危害性大，环境不友好。针对上述问题,本成果主要研究了一种单溶剂、无配体、环境友好型可规模化制备Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体的工艺方法。该方法制备出的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体不仅具有优异的光学性能,而且对光热具有可逆的荧光稳定性。该方法在整个合成过程中除使用少量DMF外,无需添加其他配体和溶剂。反应结束后,只需通过蒸发干燥处理,即可获得无配体纯Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。同时该方法具有规模化制备的可能,通过同比例增加铯铅盐的用量,仅用4 ML DMF溶液即获得了10克以上的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。更为重要的是,规模化制备过程中蒸发冷凝收集的DMF可以继续用来制备新的Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体。综上所述,该方法制备过程中不仅有机溶剂用量少且可回收再用,这不仅能消除废液对环境污染的风险而且能有效降低有机试剂的使用成本。本研究有望为Cs4PbBr6钙钛矿发光粉体规模化应用提供重要的物质基础与技术支持。该工艺反应条件温和，反应温度为80℃，反应仅需要一种溶剂即可且蒸发冷凝的DMF可以收集并重复利用。作为一种极具发展前景的发光材料，该方法通过简单的过程即可轻松规模制备，有很好的市场需求及产业化前景，并将带来巨大的经济效益和社会效益。

高性能MH/Ni电池用负极合金

所属分类：新型材料产业

所属单位：济南大学

成果简介：随着移动通讯、电动工具和无污染电动车等的高新技术产业的发展及其市场的需求，新型MH/Ni电池正朝着高容量、小型化、高功率方向发展。以储氢合金作为负极活性材料制作的MH/Ni二次电池是一种清洁、高效的绿色能源，跟Cd-Ni电池相比具有比能量高（约1.5～1.2倍）、无记忆效应、无Cd污染、耐过充电和过放电等优点，跟锂离子电池相比具有耐大电流、可以承受高功率、价格低的优点，因此发展十分迅速。目前它是一种理想的低污染或零污染的车用能源，在车用动力电池方面有着巨大的潜在市场。我国储氢合金及MH/Ni电池研究在国家“863”计划的推动下，产业规模和电池性能均已得到长足的发展。本项目组开发的MH/Ni电池的负极合金电化学容量大于300mAh/g，经过300次循环后仍能保持最大容量的80％，合金的储氢量大于1.6wt%，具有高容量、长寿命的优点。合金熔炼炉、退火炉、合金粉碎、包装设备、冷却塔；占地1200m2，合金生产过程中无废气废水排放，生产过程产生的废渣市场价格约2～3万/吨。该产品具有市场需求量大的优点，但同时市场竞争也比较激烈，江、浙一带有部分从事镍氢电池以及相关产品生产的厂家，但是规模都较小，北方相关厂家较少。该产品的生产线不仅可以自己生产产品，还可以对外承担相应的产品加工，南方一些厂家即接受国外的委托生产。该项目具有较好的市场前景和良好的经济效益，有利于保护环境，符合国家的产业政策。

中国第二代高温超导材料

所属分类：新型材料产业

所属单位：上海大学

成果简介：本项目的工业技术及优势MOD，在非高真空、原材料利用率近100%，可批量化制备（宽带），易于组分控制和掺杂，低成本化学溶液制膜法。第二代高温超导（2G-HTS）带材领域，临界电流高达~500-1100A@1000m,超过著名的AMSC等，处于世界领先。国内唯一通过了工信部科技成果鉴定的低成本可产业化的高温超导材料生产企业，并牵头建设国家、国际超导带材测试标准。打破了MOD法厚度和临界电流方面世界纪录，连续长带几百米级载流能力突破1000A大关，远超过其他工艺路线和超导企业，处于世界领先。有望彻底改变超导电缆设计和性价比，并将很快用于电力、核聚变、发电机等领域。

钙钛矿纳米晶闪烁体X射线平板探测器

所属分类：新型材料产业

所属单位：福州大学

成果简介：钙钛矿纳米晶闪烁体X射线平板探测器是一款由福州大学杨黄浩教授与国际科学团队联合开发的高端X射线成像仪器，首次采用了先进的纳米晶闪烁体技术作为新一代“光子晶片”，拥有较高的成像灵敏度和图片分辨率，在较低的X射线辐射剂量条件下即可采集到较好的图片质量。该探测器在高端医学影像（X射线计算机断层扫描(CT)、胸透X光机、乳腺X射线影像、心脏冠脉成像等）、工业无损X射线探测（电子工业、半导体工业）、安检防爆等领域中有着大量实际需求和应用前景。本项目通过结合最新的纳米科学技术，改变了传统闪烁体的复杂工艺和性能劣势，所研制的新一代X射线平板探测器可实现超快的实时动态X射线成像，并使得医学X射线成像性能更好，使用更加安全。所属领域：医学影像、工业无损检测、安检