不关起门来做研究,紧扣需求,蓄能“电动贵州”
随着新能源汽车销量的增长,用户对动力电池的成本、续航时间等提出了更高要求,也带来了动力电池循环利用的市场需求,紧扣用户和市场需要,贵州大学等单位自主创新研发了“高性能磷酸铁锂正极材料制备与回收关键技术”,提高了新能源电池原材料的导电性能和循环性能等,实现了电池生产与回收的循环。近日,该项目获得2023年度贵州省科学技术进步奖一等奖。
生产电池级的储能产品需要电池级的原材料,而“高性能磷酸铁锂正极材料制备与回收关键技术”的研发和应用,降低了新能源电池原材料的成本,目前中伟新材料股份有限公司计划在开阳,再建一条示范生产线。
中伟新材料股份有限公司总裁办项目高级经理伍仲表示这个项目的实际应用效果很好:“生产成本下降了大概10%到15%,电池续航性能有了20%左右的提升。下一步,我们计划把这个技术运用到一条新建的产线上,年产能达到20万吨左右。”
新技术的研发,拓展了原材料的适用性。贵州大学化学与化工学院副院长、教授肖仁贵说:“如今,使用肥料级、工业级等的原料就可以生产电子级的产品,比如磷的原材料成本,从过去的8000块一吨,下降到现在的5000块一吨。”
导电性是影响磷酸铁锂正极材料电化学性能的一个重要指标。传统工艺中,依靠磷酸铁锂表面覆碳解决导电性能的问题,手段比较单一,提升效果有限。项目团队采用自主创新的二价铁盐前置覆碳和多元掺杂等技术集成,解决了磷酸铁锂电池材料导电性低的问题,且有效提升了电池容量。
“磷酸铁锂材料现在在新能源汽车的用量方面大概有50%以上,我们通过改变它的微观形貌结构来提升它的电化学性能,其中,导电性能会提升一倍以上,在快充的情况下可以节约1/3的充电时间”,肖仁贵介绍。
2022年磷酸铁锂回收废料23.97万吨,退役电池占比52.48%,磷酸铁锂退役电池与废料的有效回收与再利用已成为制约锂离子电池可持续发展的关键环节。该项目自主创新的退役电池和电池生产废料分类处置技术,大幅提高了分类回收再利用效率,实现了磷酸铁锂电池生产与回收的闭路循环。
目前,该项目获得国家发明专利 11 项;实用新型专利2项。制定国家标准1项,企业标准 5 项;新技术的实施,带来了更广阔的市场前景。
贵州大学化学与化工学院副教授柯翔表示:“目前已经建成 20 万吨/年高性能磷酸铁生产线、10万吨/年磷酸铁锂生产线、9万吨/年废旧锂电池回收生产线。整个项目所有产线三年内新增产值 超过130亿元,利税超13亿元。”
贵州大学化学与化工学院副院长、教授肖仁贵说:“我们做研发,最终目的还是应用,必须要了解市场的发展和需求,不能够自己关门做研究,闭门造车肯定是不行的。对每一个做科研的人员来讲,不断创新应该是我们追求,每研究出一种材料、一种产品,或者一个新发现,它能够对人类社会的某一个方面有推动, 我们就会有幸福感。”