獲獎(jiǎng)情況

1. 高容量鎳氫動(dòng)力電池正極材料關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用──科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(內(nèi)蒙古自治區(qū)，2017年)

2. 鎳氫及鎳氫動(dòng)力電池用正極材料球形化合成及工程化技術(shù)──中央企業(yè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)金獎(jiǎng)(共青團(tuán)中央企業(yè)工作委員會(huì)、中央企業(yè)青年聯(lián)合會(huì)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室、中國(guó)企業(yè)聯(lián)合會(huì)，2010年)

3. 年產(chǎn)300噸高性能球形氫氧化鎳工程技術(shù)研發(fā)──北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)(北京市人民政府，2009年)

4. 氫氧化鎳的一種連續(xù)性制備方法(200410029887.3) ──中國(guó)優(yōu)秀發(fā)明專(zhuān)利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)(國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，2009年)

5. 氫氧化鎳的一種連續(xù)性制備方法(200410029887.3) ──北京市發(fā)明專(zhuān)利獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(北京市人民政府，2008年)

6. 鎳氫及鎳氫動(dòng)力電池用正極材料球形化合成及工程化技術(shù)(083-02)──科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)，2008年)

7. 年產(chǎn)300噸高性能球形氫氧化鎳技術(shù)開(kāi)發(fā)──科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)，2007年)

8. 充電電池用高活性球形氫氧化鎳的制備工藝──科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)(國(guó)家有色金屬工業(yè)局，1999年)

9. 半導(dǎo)體及非晶硅用氣分析方法和裝置的研究及其應(yīng)用──科學(xué)技術(shù)進(jìn)步四等獎(jiǎng)(中國(guó)有色金屬總公司，1993年)

成果簡(jiǎn)介：

在國(guó)內(nèi)早期提出并實(shí)踐以化學(xué)手段合成粉體材料，強(qiáng)調(diào)化學(xué)的過(guò)飽和度和副反應(yīng)在材料合成的作用，通過(guò)引入副反應(yīng)營(yíng)造出局部穩(wěn)定的過(guò)飽和度，防止新生態(tài)顆粒形成而將成核與晶體生長(zhǎng)兩過(guò)程徹底分開(kāi)，促成以堆垛生長(zhǎng)方式進(jìn)行晶體生長(zhǎng);并借助離心力/向心力來(lái)延長(zhǎng)停留時(shí)間，形成動(dòng)態(tài)化學(xué)反應(yīng)的材料合成體系，僅用一臺(tái)反應(yīng)釜完成成核—晶體生長(zhǎng)—粒徑分布控制三大過(guò)程。進(jìn)一步提出先破膠、防團(tuán)聚、控生長(zhǎng)的球形化機(jī)制和“造結(jié)構(gòu)”理念，通過(guò)簡(jiǎn)單的周期性造核實(shí)現(xiàn)材料合成的連續(xù)化，推進(jìn)深化并逐漸凝結(jié)為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“管道式合成”連續(xù)化制備功能性晶態(tài)粉體材料的新技術(shù)，突破了國(guó)內(nèi)外“控制結(jié)晶法”須采用兩套以上反應(yīng)系統(tǒng)的限制。2006年經(jīng)部級(jí)成果鑒定為整體技術(shù)達(dá)到“國(guó)際領(lǐng)先水平”。

2000年起對(duì)“管道式合成”技術(shù)進(jìn)行工程化技術(shù)開(kāi)發(fā)與成果轉(zhuǎn)化，不斷開(kāi)拓其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，成功應(yīng)用于電池材料(球形氫氧化鎳、三元?dú)溲趸锴膀?qū)體、磷酸鐵鋰材料)、鋯基稀土復(fù)合氧化物等多種類(lèi)粉體材料的制備，實(shí)施了對(duì)河南科隆、金川集團(tuán)等8家企業(yè)專(zhuān)利技術(shù)授權(quán)許可，相繼建立了60余條100噸/年、300噸/年、500噸/年、1000噸/年、3000噸/年等不同規(guī)模的新能源材料連續(xù)性“管道式合成”生產(chǎn)線(xiàn)，替代了田中化學(xué)球形氫氧化鎳產(chǎn)品并返銷(xiāo)日本，僅05~07年3年新增銷(xiāo)售額38.22億元、利潤(rùn)3.852億元，創(chuàng)匯325萬(wàn)美元。隨后在國(guó)內(nèi)發(fā)展組織建設(shè)了多條電池生產(chǎn)線(xiàn)，遍布甘肅、河南、江蘇、江西、內(nèi)蒙古等多省，形成產(chǎn)能達(dá)到30000噸/年，銷(xiāo)售額累計(jì)超過(guò)52億元，新增利稅約15億元(截止2018年)。

應(yīng)用案例

1. 2005年技術(shù)授權(quán)金川集團(tuán)鎳都實(shí)業(yè)公司，實(shí)施進(jìn)行年產(chǎn)1000噸高比能電池正極材料工程化技術(shù)開(kāi)發(fā)，建設(shè)期為1年，至今此生產(chǎn)線(xiàn)保持穩(wěn)定正常生產(chǎn)，提供600個(gè)工作崗位。

2.2010年授權(quán)許可金川集團(tuán)科技園有限公司，實(shí)施建設(shè)3000t/a鎳鈷錳三元?dú)溲趸锴膀?qū)體連續(xù)性“管道式合成”成套技術(shù)研發(fā)-流量穩(wěn)定劑控制系統(tǒng)，建設(shè)期1年，項(xiàng)目在第2年達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，至今此生產(chǎn)線(xiàn)保持穩(wěn)定正常生產(chǎn)，提供300個(gè)工作崗位。

3.2017年技術(shù)授權(quán)廣州鵬輝能源科技股份有限公司，實(shí)施建設(shè)噸級(jí)新一代鋰離子電池正極材料前驅(qū)體“管道式合成”中試線(xiàn)，已調(diào)試運(yùn)行。

成果照片

1000噸/年鎳氫電池正極材料“管道式合成”生產(chǎn)線(xiàn)

3000噸/年鋰離子電池三元電池前驅(qū)體“管道式合成”生產(chǎn)線(xiàn)

新一代鋰離子電池正極材料前驅(qū)體“管道式合成”中試線(xiàn)

研發(fā)背景

大功率大容量電池儲(chǔ)能是建設(shè)智能電網(wǎng)和未來(lái)儲(chǔ)能電站的關(guān)鍵技術(shù),在可再生能源并網(wǎng)、電力系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)峰和需求側(cè)響應(yīng)等方面有著廣泛應(yīng)用，“儲(chǔ)能”環(huán)節(jié)在新能源產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位。現(xiàn)有LIBs直接應(yīng)用于大規(guī)模固定電能儲(chǔ)存系統(tǒng)(EES)是不可行的，因?yàn)镋ES的安全性、成本和長(zhǎng)循環(huán)壽命比能量密度更為重要，其中正極材料起著決定性制約因素。

作用原理

鋰離子儲(chǔ)能電池正極材料

市場(chǎng)分析

本技術(shù)適用于用戶(hù)側(cè)鋰離子儲(chǔ)能電池正極材料生產(chǎn)。2019年，全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)規(guī)模為2.7GW / 5.5GWh，電網(wǎng)側(cè)與用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能平分秋色。家庭儲(chǔ)能借著特斯拉掀起的“能源家庭”浪潮，有較大的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)容空間，但目前主要集中在美國(guó)、德國(guó)、澳洲和日本等海外地區(qū)，國(guó)內(nèi)仍處于發(fā)展初期，發(fā)展前景不可小覷。大型電力儲(chǔ)能市場(chǎng)短期勢(shì)頭相對(duì)較弱，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看前景相當(dāng)可觀，國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，在2017~2020年這一區(qū)間內(nèi)，分布式光伏新增建設(shè)規(guī)模共計(jì)86.5 GW，每年安排領(lǐng)跑基地項(xiàng)目達(dá)8 GW，同期風(fēng)電新增建設(shè)規(guī)模共計(jì)110.41 GW，此外截止2020年，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)也將達(dá)到1.6億千瓦。高功率儲(chǔ)能電池國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間有望超過(guò)百億元。