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江苏华东锂电技术研究院:以创新“充电” 为发展“续航”

作者:沙洲湖科创园时间:2016-11-17点击:755次

 
  我在创新现场
    —— 触摸港城经济新脉动
    走进转型一线 感受创新力量

    编者按:为深入贯彻市第十一次党代会和全市聚焦转型创新驱动工作推进大会精神,全面展现经济新常态下港城实体经济发展的新风貌,本报将从今日起推出 “走进转型一线 感受创新力量——触摸港城经济新脉动”专栏,敬请关注。

    无论是在50摄氏度的沙漠,还是在零下20摄氏度的冰城,只需充电3~4小时,汽车即可平稳续航300公里。对于装备了用“溶剂热法制备高功率纳米磷酸铁锂”生产的动力锂电池的小汽车而言,这样的憧憬即将成为现实。

    “溶剂热法制备高功率纳米磷酸铁锂”是江苏华东锂电技术研究院通过“产、学、研”模式,重点研发的锂电材料全新的制备工艺。目前,该工艺2000吨的生产线已经建成,将于2017年一季度投产,预计年销售额达2亿元。昨天上午,记者走进江苏华东锂电技术研究院,探寻产品的科技魅力。

    先进工艺“精炼”产品属性

    在中试车间,记者看到了一小瓶黑色粉末状物质,它就是处于锂电池行业发展最前沿的新兴材料——磷酸铁锂。不同的是,这瓶磷酸铁锂正是运用“溶剂热法”制备的高功率纳米磷酸铁锂。

    “将原材料倒入装置,经过液相反应、3~5次超声波清洗、干燥、包碳焙烧等流程后,生成全新的磷酸铁锂。”中试车间生产管理负责人陈超向记者介绍道,“溶剂热法制备高功率纳米磷酸铁锂”用“液相”工艺替代了传统的“固相”工艺。

    这种“液相”制备工艺的奥妙在哪里呢?“就好比我们和面,在稀释后的面粉中加糖,其糖分的分布比直接在面团中加糖更加均匀。反映到磷酸铁锂的制备上也是一样的道理,这使得我们生产的电池在使用效果上更胜一筹。”陈超解释道。

    具体来讲,这些经过“加减法”生成的产品具有成本低、性能好、利于超大规模生产等优点。所谓的性能好,表现在产品一致性、能量密度和倍率性能的提升,更适于应用到动力和储能领域。

    例如,目前普通手机锂电池的循环次数为500次,可使用两年左右,而应用“溶剂热法制备高功率纳米磷酸铁锂”后,电池循环次数达6000次以上,可使用15年或更久;动力汽车用该工艺生产的动力锂电池后,只需20分钟即可完成充电,动力产品更加贴近于实际应用;应用到国内电网储能市场中,其储存效率在90%以上,为国家调峰、百姓节省电费产生巨大效益。

    产品测试历经“残酷”考验

    从中试车间输出的磷酸铁锂具备了理论上应有的优异性能,然而真实的表现如何,还需要经历模拟现实环境下的种种考验。

    江苏合志新能源材料技术有限公司负责对江苏华东锂电技术研究院的研究成果实施产业化。在那里,记者看到了用溶剂热磷酸铁锂电池正极材料生产的一批锂电池单体,和30多个试验装置。

    在其中一个高低温交变试验箱内,3块电芯样品静静地进行着高低温交变试验。试验箱上显示当前箱内温度为10摄氏度。据悉,这3块电池已在零下40摄氏度到50摄氏度的环境中连续存放了2个月。电脑监测数据显示,在进行了1000次的充放循环后,3块电芯样品的容量保持率为92%~95%,充放电效率接近100%。电池研发部产品经理李团伟说:“这些数据意味着这3块电池分别可以循环3000次以上,也就是说可使用5~10年。”

    在合志公司的试验装置只是电池产品测试中的冰山一角。公司委托第三方检测机构,对电芯样品进行针刺、挤压、过充过放等安全测试。李团伟告诉记者:“从电芯样品到电堆,需要经过上百次的试验,待电池性能稳定后进行批量生产,确保成品以最佳性能输送到下游企业。”

    “中试产品在下游企业中收到了很好的反馈,不少性能指标领先国内产品,甚至超过国外同类产品,很多下游厂家都希望我们尽快建成商业化的生产线,以商品的形式给他们供货。”江苏华东锂电技术研究院副院长钱震如是说。

    打造永不枯竭的“智囊团”

    “创新,是这个时代的主题词,也是研究院发展的原动力。”江苏华东锂电技术研究院院长何向明说,由于只做行业里没人做过的产品,所以研究院每向前迈一步都是创新。

    据介绍,“溶剂热法制备高功率纳米磷酸铁锂”和“硫化聚丙烯腈正极材料锂硫电池”是江苏华东锂电技术研究院的两个最主要的产品,分别代表了这一代和下一代车用、工业储能中最有潜力的锂电正极材料。与此同时,研究院承担了一些国家级、省级、市级课题,尤其是承接了南海岛屿储能装置的建设,有利于提高我市整个锂电行业的地位和影响力。

    在我市2015年度“科技创新积分”中,该研究院以660.4的高分在全市1200多家企业中拔得头筹。何向明说:“通过高水平的科技创新,服务产业发展,共同面对我国在能源、资源和环境领域所面临的挑战,是科技工作者的重要使命,也是研究院的社会责任和发展方向。”为此,研究院作为高层次技术创新、孵化与公共科研服务平台,积极践行“研发面向产业、技术提升产业、发展带动产业”的责任,在努力建设成为我市的锂电科技创新基地的同时,也为锂电高新企业提供源源不断的技术支持。

    “我们经常和本地的锂电企业进行业务交流,加速先进成果在我市的产业化。在日常的工作中,我们也会为其他企业提供材料制备、电池制备、电池检测、电池模组等全方位的试验平台,服务他们技术的需求。”钱震说,“锂电池的安全性是市场最重视的一方面,也是目前行业内普遍面临的难题。希望我们多年的研究成果可以为企业锂电安全性的提高和可持续发展提供技术驱动力。”

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    创新是企业保持生命力和活力的核心动力。我市推动经济发展的动能在哪里?除了有着务实的政策支持、良好的发展环境、卓越的人才优势外,一批创新平台提供了强大的技术保障。

    采访中,江苏华东锂电技术研究院的研发团队让人肃然起敬。他们深知,美好的梦想要通过践行方能实现。多年来,该院科研人员从未休过一次长假,甚至连大年三十都拼搏在科研一线。对他们而言,珍惜研究院的每一天,是他们回馈社会的最佳方式,也是他们实现自我价值的最佳途径。他们以坚强的韧劲,带头发挥好产学研平台的“智囊团”作用,重点突破一批对经济增长有重大带动作用、具有自主知识产权的核心技术和关键技术,在更高层次、更广领域上促进科技和经济的紧密结合,加快推动我市从制造到智造的升级,从传统向高新的转变,从低端向高端的延伸。正如研究院的宗旨:创新、创新、再创新、持续创新!从“跟随者”变成“领跑者”!
 

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