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江西省产业链科技创新联合体展示(二十二)<br/>聚力科技创新,共赴“锂”想未来——锂产业科技创新联合体

   2023-11-16 江西省科技厅
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核心提示:2022年7月7日,江西省锂产业科技创新联合体正式揭牌成立。该联合体成立以来,紧紧围绕江西省锂产业发展的重

2022年7月7日,江西省锂产业科技创新联合体正式揭牌成立。该联合体成立以来,紧紧围绕江西省锂产业发展的重大技术需求,聚焦影响我省锂产业高质量发展的行业关键共性技术难题,整合国内知名高校院所和我省锂行业优势创新企业的科技创新资源,推动创新资源开放共享和上下游企业创新合作,集中力量开展联合技术攻关,突破产业发展技术瓶颈,促进我省锂产业转型升级和高质量可持续发展。

一、基本情况

锂产业科技创新联合体由江西赣锋锂业集团股份有限公司牵头,联合中国地质科学院、中科院过程所、上海交通大学等共53家成员单位共同组建,基本涵盖了我省锂产业龙头骨干企业,其中,国内高校9家、科研院所7家、省内企业37家。组建了由郑绵平院士、薛群基院士、丁文江院士为主任的43名行业内著名专家学者组成的联合体专家咨询委员会。

江西赣锋锂业集团股份有限公司(以下简称“赣锋锂业”)成立于2000年3月,注册资金14.37亿元,总部位于新余市高新区南源路。赣锋锂业是我国民族锂行业的技术领跑者,是中国有色金属协会锂业分会和中国无机盐协会锂业分会创办单位之一,均为副会长单位。公司先后被授予“国家技术创新示范企业”、“国家火炬计划重点高新技术企业”、 “国家知识产权示范企业”“国家两化融合试点企业”“国家级绿色工厂”等荣誉。拥有“国家企业技术中心”、“锂基新材料国家与地方联合工程研究中心”、“国家博士后科研工作站”、“院士工作站”“江西省锂电新材料工程技术研究中心”等国家级、省级科研平台。主持(参与)起草国家(行业)标准24项;申请国家专利725项,其中发明专利379件,获授权国家专利365项,其中发明专利113项;承担国家 863 计划项目、国家重点研发项目、江西省重大科技专项等省级以上项目40余项,荣获省部级科技奖励18项,其中江西省科技进步一等奖1项,中国有色金属协会科技进步一等奖2项,江西省技术发明奖二等奖3项。

二、产业链图

按照《江西省产业链科技创新联合体组建指引》工作要求,锂产业联合体秘书处组织联合体各成员单位梳理完善了锂产业链图,厘清了我省锂产业链目前存在的行业关键共性问题、研究方向、联合体技术支撑体系和产业支撑体系。产业链图如下:

三、技术清单

联合体以科技创新为引领,致力于整合省内外优势创新资源,充分发挥企业主体作用,推动“产学研用”深入融合。各成员单位发挥各自资源和技术优势,聚焦锂矿采选冶、锂化合物深加工、锂电材料制备、锂电池制造及锂电池回收等技术领域,联合开展协同攻关,共同促进产业链上下游协同高质量发展。

(一)优势技术

(1)锂电池用高品质人造石墨制备技术

该技术针对锂电池用石墨循环过程膨胀系数大、电阻高、循环寿命短等问题,通过采用原材料高效甄选、分体材料各向同性化处理及表面包覆改性等工艺,制备出锂电池用高品质人造石墨,具有首次放电容量高(>360mAh/g)、压实密度大(>1.7g/cm3)、循环寿命长等优点(循环1000次,容量保持80%以上)。该技术可应用于锂动力与储能电池用人造石墨制备。

(2)高性能锂电池用超薄锂带制备技术

该技术针对高性能锂电池用超薄锂带制备过程中存在的锂带厚薄不均、锂带粘连导致成卷难度大、超薄锂带制备合格率低等问题,开发出多元气体保护下,采用垂直挤压、多级连轧重整等超薄锂带制备技术,解决了因锂质软而导致的锂带粘连、带材裂边、边缘波纹等问题,实现产业化制备厚度小于20um的超薄锂带,超薄锂带制备合格率≥85%。该技术可用于锂电池用超薄锂带制备。

(3)固液混合锂动力电池制备技术

该技术针对现有液态锂离子电池存在的安全性能和能量密度有待提升等问题,开发出以中镍三元材料为正极(NCM622)、无机-有机复合固态电解质膜、石墨材料为负极的固液混合锂动电池,解决了固态锂电池存在的界面电阻大、循环寿命短、产品一致性差的问题,产品具有能量密度大(260Wh/kg)、高安全性(可通过针刺测试)、循环寿命长(1000次保持80%以上)等优点,已实现新能源汽车装车运营。该技术可用于高比能、高安全固液混合锂电池制造。

(二)在研技术

(1)高比能、高安全锂动力电池技术

该技术针对现有三元锂动力电池存在的安全性差、比能量与循环稳定性有待提高等关键问题,开发以高克容量包覆改性三元材料为正极、人造改性石墨为负极、高阻燃电解液等材料制造高比能、高安全锂动力电池,将进一步提升三元锂动力电池的安全性、循环稳定性和能量密度。该技术可应用于锂动力与储能电池的制造。

(2)耐低温长循环锂动力电池技术

该技术针对目前锂离子电池普遍存在的低温环境下容量大幅衰减、循环性能下降等共性技术难题,开发以磷酸铁锂/CNTS复合材料为正极、包覆改性无定型碳为负极、双自由基改性耐低温电解液、高孔隙率氧化铝涂布隔膜等材料制备耐低温长循环锂动力电池,大幅提升电池的低温性能(-40℃\0.6C放电容量保持率≥65%,-20℃、0.3C充电效率≥85%)和循环寿命。该技术主要应用于锂动力与储能电池的制造。

(3)锂离子电池预锂化技术

该技术针对锂离子电池化成过程中,在负极表面SEI生长会消耗活性锂,导致电池能量密度和循环寿命降低的问题,开发富锂新型正极材料补锂、超薄锂带负极补锂、惰性锂粉干法补锂等预锂化技术,将提升锂离子电池的首效和循环寿命。该技术主要应用于锂离子电池的制造。

四、工作成效

锂产业创新联合体自成立以来,以推动全省锂产业高质量发展为目标,坚持以解决行业共性问题为导向,加强行业技术交流,积极推动产业协同创新,联合申报科研项目,加快落实科技政策及资金支持,开展产业链关键技术攻关,取得了积极的成效。

2022年,锂产业科技创新联合体秘书处邀请高校专家深入孚能科技、江西国轩、豪鹏科技等企业调研,形成了“锂矿采选冶-锂电池材料-锂电池回收”上下游产业系列问题清单,组织联合体成员单位积极开展行业关键共性技术研究;由联合体组织赣锋锂业、江西理工大学、紫宸科技、九江天赐、孚能科技等单位申报的《高比能高安全锂动力电池关键材料开发、应用与产业化》列入中央引导地方科技发展资金项目榜单;联合体组织宜丰国轩锂业、宜春学院、赣锋锂业申报的《低品位锂长石高值化利用技术研究》列入省科技厅2022年协同攻关项目榜单;面对新能源汽车动力电池退役高潮的到来,针对废旧磷酸铁锂电池回收锂回收率低、自动化程度差、铁磷无法高值化利用等问题,联合体组织了赣锋循环科技、智锂科技、江西省智能产业研究院、南昌航空大学等高校院所与上下游企业开展联合攻关,开发了废旧磷酸铁锂电池全组份回收技术,该技术采用全自动化智能拆解装备、盐焙烧无酸优先提锂、磷铁控酸梯度除杂定向重构制备电池磷酸铁等工艺,实现废旧磷酸铁锂电池全组份清洁高效回收与高值化利用。

截至目前,江西省锂产业科技创新联合体共组织开展了7项联合技术攻关,形成了20余项专利技术,发表了10余篇高水平论文,推动了锂电产业上下游企业协同创新发展,助力我省锂电产业高质量发展。

五、下一步工作重点

(一)运行管理方面

一是建立协同攻关项目过程管理机制。加强联合体协同创新项目的申报和过程管理,建立项目动态管理机制和过程交流机制,完善项目经费综合管控流程和机制。二是加强联合体运行管理,对联合体运行经费、成员交流、项目合作、人才培养、成果推广进行重点跟踪和推动,将联合体的每笔经费都落到实处,真正推动全省锂产业企业的技术进步与转型升级。

(二)技术攻关方面

以锂产业链关键共性问题清单为目标,组织联合体成员进行技术创新协同攻关,重点推动在低品位锂云母矿综合利用开发、盐湖锂资源综合利用开发、高效低成本锂盐冶炼技术、硅碳负极材料应用技术、耐低温电解液开发、锂电池快充技术、固态锂电池技术、退役锂电池全组分综合回收利用技术研究。

(三)行业技术交流方面

推动联合体成员之间的技术交流,同行业间企业的技术交流以及上下游配套企业间的技术合作。举办锂电行业专业技术研讨会,聚焦行业急需解决的专业技术问题,邀请行业专家和企业技术人员,进行专题研讨,促进彼此信息分享,带动上下游创新协同。








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