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編者按

為發(fā)揮科技創(chuàng)新對長沙產業(yè)技術的支撐引領作用，2020年，市科技局、市財政局聯合印發(fā)《長沙市技術創(chuàng)新中心認定和管理辦法》，擬用3至5年時間在本市經濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性重大關鍵技術領域布局100家左右技術創(chuàng)新中心，目前已立項建設51家。作為以產業(yè)先進技術和關鍵共性技術研發(fā)與應用為核心的科技創(chuàng)新研發(fā)平臺，各個技術創(chuàng)新中心取得了哪些進展和突破？

從市中心驅車前往位于望城經開區(qū)銅官工業(yè)園的長沙市先進鋰電材料技術創(chuàng)新中心（以下簡稱“技術創(chuàng)新中心”），一路青山綠水、風光無限。與這一美麗畫卷相映襯，技術創(chuàng)新中心立項建設兩年來，專注于攻克電池材料關鍵核心技術，為可持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質新能源材料，助力碳達峰碳中和。

技術創(chuàng)新中心依托金馳能源材料有限公司建設。作為世界500強企業(yè)中國五礦集團有限公司直管企業(yè)湖南長遠鋰科股份有限公司的全資子公司，金馳能源掌握先進的前驅體合成、正極材料制備、廢舊電池回收等技術，產品代表了高性能鋰離子電池正極材料的發(fā)展方向。

研發(fā)材料用于汽車動力電池，多項技術填補空白

“鋰離子電池通俗點講就是‘搖椅電池’，鋰離子在正負極之間來回不停跑動，實現能量的儲存與釋放。”金馳能源總工程師、技術研究院副院長、技術創(chuàng)新中心主任張海艷向記者介紹。

從新能源汽車到電子產品，鋰離子電池已滲透到市民生活的方方面面。尤其是在新能源汽車動力電池領域，鋰離子電池已成為主流。張海艷和團隊所從事的工作，就是研發(fā)制備高性能的鋰離子電池正極材料。與同行不同，他們從更前端的前驅體入手。

正極材料占到鋰離子電池成本的30%至40%，其性能直接影響電池的能量密度、安全性、使用壽命等關鍵指標，而能量密度直接決定了汽車能跑多遠。作為正極材料不可或缺的部分，前驅體的性能又決定了正極材料的性能，并最終決定動力電池的續(xù)航里程和穩(wěn)定性。

多年專注于前驅體領域研究，張海艷和團隊研發(fā)了國內首屈一指的濕法沉淀技術，產品受到日本等多個國家的客戶認可。近年來形成的系列關鍵技術，使得高容量和高穩(wěn)定性得到有機結合，使后續(xù)合成的正極材料結構一致性和循環(huán)壽命得到提高，填補了國內鋰電行業(yè)空白。

目前，技術創(chuàng)新中心研發(fā)的材料廣泛應用于傳統(tǒng)車企和汽車新勢力品牌的動力電池上，主流產品續(xù)航里程為500公里到700公里，更前端的技術可以實現續(xù)航里程900公里到1000公里，正在試用階段。

“鋰離子電池材料更新迭代比較快，在注重能量密度之外，還需綜合考慮安全、循環(huán)壽命和成本等因素，并不是單純追求續(xù)航里程越遠就越好。”張海艷說。

創(chuàng)新技術實現廢舊電池自動拆解，推進可持續(xù)發(fā)展

工信部賽迪研究院發(fā)布的《2021中國鋰電產業(yè)發(fā)展指數白皮書》顯示，我國已連續(xù)5年成為全球最大的鋰電池消費市場。根據動力鋰電池5-8年的使用壽命推測，我國第一波鋰電池退役潮即將來臨。動力鋰電池退役后何去何從？如果不加以回收利用，不僅會造成本來就稀缺的金屬資源浪費，更會對環(huán)境造成不可逆轉的影響。

金馳能源提前布局，依托技術創(chuàng)新中心專門成立了廢舊電池回收課題組。廢舊電池回收，電池的拆解最難，也是打通全產業(yè)鏈的關鍵。

技術創(chuàng)新中心研發(fā)的廢舊動力電池回收技術，解決了廢舊動力電池放電拆解過程污染嚴重、耗時長、安全風險大、效率低的問題。與現有技術相比,可縮短處理工序6-8道。

“創(chuàng)新之處在于，我們從拆解電池包開始都是自動化的，并打造了一條年處理5000噸廢舊動力電池的自動化生產示范線，還規(guī)劃了一條年處理5萬噸廢舊電池的產線。”張海艷介紹，團隊技術已實現鎳、鈷、錳的回收率98%，鋰的回收率90%，石墨等負極材料無害化處理。團隊還在持續(xù)攻關，要實現廢舊電池成分高效回收利用。

這些技術也獲得了國家認可。去年底，第三批符合規(guī)范的新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用企業(yè)白名單公布，金馳能源成功入列。

“我們先做前驅體，再摻部分鋰元素等燒結成正極材料，正極材料提供給電池廠做成電池后裝到車上使用。電池不能再用了，我們再回收，將里面的鎳、鈷、錳、鋰等成分回收，再做成前驅體，已經形成了完整的產業(yè)鏈閉環(huán)。”張海艷說。

承擔多項省市級科技項目，獲授權專利77項

走進技術創(chuàng)新中心的實驗大樓，技術人員正在材料檢測的各個環(huán)節(jié)忙碌。分析檢測工程師孫高負責原材料、生產過程品、成品等相關的物理和化學參數檢測。“每一個操作步驟都要符合規(guī)范，同時保持高度的敏感，對任何異常結果都要反復復核確認。”他告訴記者。

“正極材料的各種成分比例是多少、純凈度如何、有沒有雜質，在這里一測就出來了，不同成分之間的比例，最終決定了汽車的續(xù)航里程。”張海艷補充說。


技術創(chuàng)新中心有著一支40多人的科研團隊，平均年齡35歲，碩士研究生以上學歷占86%，承擔及參與省重點研發(fā)計劃、省重大科技攻關等項目十余項，獲授權專利77項。

“我們除了繼續(xù)保持三元正極材料產業(yè)化的優(yōu)勢外，還在高容量富鋰錳基材料、全固態(tài)電池、鈉離子電池、鋰硫電池等前沿性材料和體系方面進行了布局。”張海艷說，考慮資源的可持續(xù)化利用，團隊還將深入研究廢舊動力電池回收技術，促進新能源材料綠色低碳發(fā)展。未來的目標是籌建國家級的技術創(chuàng)新中心。

科技創(chuàng)新助推產業(yè)高質量發(fā)展。技術創(chuàng)新中心形成了先進的鋰電前驅體及正極材料的結晶、摻雜及表面包覆的核心技術，開發(fā)的產品給公司創(chuàng)造了巨大的經濟效益，產值連年攀升，助推長沙22條產業(yè)鏈之一的先進儲能材料產業(yè)加快邁入全國前列。去年，全市先進儲能材料產業(yè)實現總產值約700億元，今年有望突破1000億元。

“走進長沙市技術創(chuàng)新中心”系列報道之一 

原標題：做好汽車動力電池的“前驅”“后盾”