2022年7月7日,江西省鋰產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)合體正式揭牌成立。該聯(lián)合體成立以來,緊緊圍繞江西省鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)需求,聚焦影響我省鋰產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)難題,整合國內(nèi)知名高校院所和我省鋰行業(yè)優(yōu)勢創(chuàng)新企業(yè)的科技創(chuàng)新資源,推動創(chuàng)新資源開放共享和上下游企業(yè)創(chuàng)新合作,集中力量開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)瓶頸,促進(jìn)我省鋰產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
一、基本情況
鋰產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)合體由江西贛鋒鋰業(yè)集團(tuán)股份有限公司牽頭,聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院、中科院過程所、上海交通大學(xué)等共53家成員單位共同組建,基本涵蓋了我省鋰產(chǎn)業(yè)龍頭骨干企業(yè),其中,國內(nèi)高校9家、科研院所7家、省內(nèi)企業(yè)37家。組建了由鄭綿平院士、薛群基院士、丁文江院士為主任的43名行業(yè)內(nèi)著名專家學(xué)者組成的聯(lián)合體專家咨詢委員會。
江西贛鋒鋰業(yè)集團(tuán)股份有限公司(以下簡稱“贛鋒鋰業(yè)”)成立于2000年3月,注冊資金14.37億元,總部位于新余市高新區(qū)南源路。贛鋒鋰業(yè)是我國民族鋰行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)跑者,是中國有色金屬協(xié)會鋰業(yè)分會和中國無機(jī)鹽協(xié)會鋰業(yè)分會創(chuàng)辦單位之一,均為副會長單位。公司先后被授予“國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)”、“國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)”、 “國家知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)”“國家兩化融合試點(diǎn)企業(yè)”“國家級綠色工廠”等榮譽(yù)。擁有“國家企業(yè)技術(shù)中心”、“鋰基新材料國家與地方聯(lián)合工程研究中心”、“國家博士后科研工作站”、“院士工作站”“江西省鋰電新材料工程技術(shù)研究中心”等國家級、省級科研平臺。主持(參與)起草國家(行業(yè))標(biāo)準(zhǔn)24項(xiàng);申請國家專利725項(xiàng),其中發(fā)明專利379件,獲授權(quán)國家專利365項(xiàng),其中發(fā)明專利113項(xiàng);承擔(dān)國家 863 計(jì)劃項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、江西省重大科技專項(xiàng)等省級以上項(xiàng)目40余項(xiàng),榮獲省部級科技獎勵18項(xiàng),其中江西省科技進(jìn)步一等獎1項(xiàng),中國有色金屬協(xié)會科技進(jìn)步一等獎2項(xiàng),江西省技術(shù)發(fā)明獎二等獎3項(xiàng)。
二、產(chǎn)業(yè)鏈圖
按照《江西省產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新聯(lián)合體組建指引》工作要求,鋰產(chǎn)業(yè)聯(lián)合體秘書處組織聯(lián)合體各成員單位梳理完善了鋰產(chǎn)業(yè)鏈圖,厘清了我省鋰產(chǎn)業(yè)鏈目前存在的行業(yè)關(guān)鍵共性問題、研究方向、聯(lián)合體技術(shù)支撐體系和產(chǎn)業(yè)支撐體系。產(chǎn)業(yè)鏈圖如下:
三、技術(shù)清單
聯(lián)合體以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),致力于整合省內(nèi)外優(yōu)勢創(chuàng)新資源,充分發(fā)揮企業(yè)主體作用,推動“產(chǎn)學(xué)研用”深入融合。各成員單位發(fā)揮各自資源和技術(shù)優(yōu)勢,聚焦鋰礦采選冶、鋰化合物深加工、鋰電材料制備、鋰電池制造及鋰電池回收等技術(shù)領(lǐng)域,聯(lián)合開展協(xié)同攻關(guān),共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同高質(zhì)量發(fā)展。
(一)優(yōu)勢技術(shù)
(1)鋰電池用高品質(zhì)人造石墨制備技術(shù)
該技術(shù)針對鋰電池用石墨循環(huán)過程膨脹系數(shù)大、電阻高、循環(huán)壽命短等問題,通過采用原材料高效甄選、分體材料各向同性化處理及表面包覆改性等工藝,制備出鋰電池用高品質(zhì)人造石墨,具有首次放電容量高(>360mAh/g)、壓實(shí)密度大(>1.7g/cm3)、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)(循環(huán)1000次,容量保持80%以上)。該技術(shù)可應(yīng)用于鋰動力與儲能電池用人造石墨制備。
(2)高性能鋰電池用超薄鋰帶制備技術(shù)
該技術(shù)針對高性能鋰電池用超薄鋰帶制備過程中存在的鋰帶厚薄不均、鋰帶粘連導(dǎo)致成卷難度大、超薄鋰帶制備合格率低等問題,開發(fā)出多元?dú)怏w保護(hù)下,采用垂直擠壓、多級連軋重整等超薄鋰帶制備技術(shù),解決了因鋰質(zhì)軟而導(dǎo)致的鋰帶粘連、帶材裂邊、邊緣波紋等問題,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化制備厚度小于20um的超薄鋰帶,超薄鋰帶制備合格率≥85%。該技術(shù)可用于鋰電池用超薄鋰帶制備。
(3)固液混合鋰動力電池制備技術(shù)
該技術(shù)針對現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池存在的安全性能和能量密度有待提升等問題,開發(fā)出以中鎳三元材料為正極(NCM622)、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜、石墨材料為負(fù)極的固液混合鋰動電池,解決了固態(tài)鋰電池存在的界面電阻大、循環(huán)壽命短、產(chǎn)品一致性差的問題,產(chǎn)品具有能量密度大(260Wh/kg)、高安全性(可通過針刺測試)、循環(huán)壽命長(1000次保持80%以上)等優(yōu)點(diǎn),已實(shí)現(xiàn)新能源汽車裝車運(yùn)營。該技術(shù)可用于高比能、高安全固液混合鋰電池制造。
(二)在研技術(shù)
(1)高比能、高安全鋰動力電池技術(shù)
該技術(shù)針對現(xiàn)有三元鋰動力電池存在的安全性差、比能量與循環(huán)穩(wěn)定性有待提高等關(guān)鍵問題,開發(fā)以高克容量包覆改性三元材料為正極、人造改性石墨為負(fù)極、高阻燃電解液等材料制造高比能、高安全鋰動力電池,將進(jìn)一步提升三元鋰動力電池的安全性、循環(huán)穩(wěn)定性和能量密度。該技術(shù)可應(yīng)用于鋰動力與儲能電池的制造。
(2)耐低溫長循環(huán)鋰動力電池技術(shù)
該技術(shù)針對目前鋰離子電池普遍存在的低溫環(huán)境下容量大幅衰減、循環(huán)性能下降等共性技術(shù)難題,開發(fā)以磷酸鐵鋰/CNTS復(fù)合材料為正極、包覆改性無定型碳為負(fù)極、雙自由基改性耐低溫電解液、高孔隙率氧化鋁涂布隔膜等材料制備耐低溫長循環(huán)鋰動力電池,大幅提升電池的低溫性能(-40℃\0.6C放電容量保持率≥65%,-20℃、0.3C充電效率≥85%)和循環(huán)壽命。該技術(shù)主要應(yīng)用于鋰動力與儲能電池的制造。
(3)鋰離子電池預(yù)鋰化技術(shù)
該技術(shù)針對鋰離子電池化成過程中,在負(fù)極表面SEI生長會消耗活性鋰,導(dǎo)致電池能量密度和循環(huán)壽命降低的問題,開發(fā)富鋰新型正極材料補(bǔ)鋰、超薄鋰帶負(fù)極補(bǔ)鋰、惰性鋰粉干法補(bǔ)鋰等預(yù)鋰化技術(shù),將提升鋰離子電池的首效和循環(huán)壽命。該技術(shù)主要應(yīng)用于鋰離子電池的制造。
四、工作成效
鋰產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體自成立以來,以推動全省鋰產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為目標(biāo),堅(jiān)持以解決行業(yè)共性問題為導(dǎo)向,加強(qiáng)行業(yè)技術(shù)交流,積極推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,聯(lián)合申報(bào)科研項(xiàng)目,加快落實(shí)科技政策及資金支持,開展產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),取得了積極的成效。
2022年,鋰產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)合體秘書處邀請高校專家深入孚能科技、江西國軒、豪鵬科技等企業(yè)調(diào)研,形成了“鋰礦采選冶-鋰電池材料-鋰電池回收”上下游產(chǎn)業(yè)系列問題清單,組織聯(lián)合體成員單位積極開展行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)研究;由聯(lián)合體組織贛鋒鋰業(yè)、江西理工大學(xué)、紫宸科技、九江天賜、孚能科技等單位申報(bào)的《高比能高安全鋰動力電池關(guān)鍵材料開發(fā)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化》列入中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金項(xiàng)目榜單;聯(lián)合體組織宜豐國軒鋰業(yè)、宜春學(xué)院、贛鋒鋰業(yè)申報(bào)的《低品位鋰長石高值化利用技術(shù)研究》列入省科技廳2022年協(xié)同攻關(guān)項(xiàng)目榜單;面對新能源汽車動力電池退役高潮的到來,針對廢舊磷酸鐵鋰電池回收鋰回收率低、自動化程度差、鐵磷無法高值化利用等問題,聯(lián)合體組織了贛鋒循環(huán)科技、智鋰科技、江西省智能產(chǎn)業(yè)研究院、南昌航空大學(xué)等高校院所與上下游企業(yè)開展聯(lián)合攻關(guān),開發(fā)了廢舊磷酸鐵鋰電池全組份回收技術(shù),該技術(shù)采用全自動化智能拆解裝備、鹽焙燒無酸優(yōu)先提鋰、磷鐵控酸梯度除雜定向重構(gòu)制備電池磷酸鐵等工藝,實(shí)現(xiàn)廢舊磷酸鐵鋰電池全組份清潔高效回收與高值化利用。
截至目前,江西省鋰產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)合體共組織開展了7項(xiàng)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),形成了20余項(xiàng)專利技術(shù),發(fā)表了10余篇高水平論文,推動了鋰電產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展,助力我省鋰電產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
五、下一步工作重點(diǎn)
(一)運(yùn)行管理方面
一是建立協(xié)同攻關(guān)項(xiàng)目過程管理機(jī)制。加強(qiáng)聯(lián)合體協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目的申報(bào)和過程管理,建立項(xiàng)目動態(tài)管理機(jī)制和過程交流機(jī)制,完善項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)綜合管控流程和機(jī)制。二是加強(qiáng)聯(lián)合體運(yùn)行管理,對聯(lián)合體運(yùn)行經(jīng)費(fèi)、成員交流、項(xiàng)目合作、人才培養(yǎng)、成果推廣進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤和推動,將聯(lián)合體的每筆經(jīng)費(fèi)都落到實(shí)處,真正推動全省鋰產(chǎn)業(yè)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級。
(二)技術(shù)攻關(guān)方面
以鋰產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵共性問題清單為目標(biāo),組織聯(lián)合體成員進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同攻關(guān),重點(diǎn)推動在低品位鋰云母礦綜合利用開發(fā)、鹽湖鋰資源綜合利用開發(fā)、高效低成本鋰鹽冶煉技術(shù)、硅碳負(fù)極材料應(yīng)用技術(shù)、耐低溫電解液開發(fā)、鋰電池快充技術(shù)、固態(tài)鋰電池技術(shù)、退役鋰電池全組分綜合回收利用技術(shù)研究。
(三)行業(yè)技術(shù)交流方面
推動聯(lián)合體成員之間的技術(shù)交流,同行業(yè)間企業(yè)的技術(shù)交流以及上下游配套企業(yè)間的技術(shù)合作。舉辦鋰電行業(yè)專業(yè)技術(shù)研討會,聚焦行業(yè)急需解決的專業(yè)技術(shù)問題,邀請行業(yè)專家和企業(yè)技術(shù)人員,進(jìn)行專題研討,促進(jìn)彼此信息分享,帶動上下游創(chuàng)新協(xié)同。
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