柔電科技與江漢大學(xué)強強聯(lián)合,共建湖北省工程研究中心成功獲批
近日,湖北省發(fā)展和改革委員會(huì )公布了2023年湖北省工程研究中心認定名單。其中由江漢大學(xué)牽頭,柔電(武漢)科技有限公司聯(lián)合湖北容百鋰電材料科技有限公司、武漢產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展研究院共同申報的新能源材料表界面調控技術(shù)與裝備湖北省工程研究中心成功入選。
“湖北省工程研究中心”是湖北省發(fā)展與改革委員會(huì )為深入實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)戰略,完善全省科技創(chuàng )新和技術(shù)研發(fā)體系,對湖北省內依法注冊,擁有獨立法人資格的單位,在滿(mǎn)足具有良好的技術(shù)研發(fā)基礎,擁有一批具有自主知識產(chǎn)權、可進(jìn)行工程化開(kāi)發(fā)且技術(shù)含量高、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用強的科技成果和技術(shù)儲備,擁有先進(jìn)的研發(fā)試驗設備設施及基礎,具有高水平的研發(fā)團隊或人才隊伍等條件下,經(jīng)過(guò)申報、資格審查、專(zhuān)家評審、公示后予以認定的。
目前,國內新能源材料競爭極為激烈,產(chǎn)能?chē)乐剡^(guò)剩。如何實(shí)現差異化競爭,需要找準新能源器件的核心問(wèn)題所在。無(wú)論是儲能電池、燃料電池催化劑,還是太陽(yáng)能電池,多相界面問(wèn)題和如何實(shí)現精準調控是關(guān)鍵也是難點(diǎn)。例如,鋰電池正負極材料和電解液之間的副反應,正極材料的表界面相變以及氧氣釋放,都對電池的容量、循環(huán)穩定性和安全性至關(guān)重要。因此,柔電科技和江漢大學(xué)依托前期的實(shí)現微納米顆粒表面極限調控的關(guān)鍵技術(shù)與裝備的成果,共建了新能源材料表界面調控技術(shù)與裝備湖北省工程研究中心。該中心立足成為省內首個(gè)以新能源微納米顆粒界面工程為研發(fā)方向的平臺,在國內做到獨樹(shù)一幟;探索極限構筑/極限調控/極限制造,實(shí)現完整的自主知識產(chǎn)權;通過(guò)表界面極限調控技術(shù)提升鋰離子電池、燃料電池和太陽(yáng)能電池關(guān)鍵材料的穩定性,實(shí)現產(chǎn)品的差異化發(fā)展,提升高端產(chǎn)品占比。
柔電(武漢)科技有限公司成立于2016年3月,公司是由第十三批國家海外高層次人才特聘專(zhuān)家、第五批湖北省百人計劃、光谷3551人才團隊創(chuàng )辦的高新技術(shù)企業(yè)。公司秉持助力未來(lái)能源世界,讓地球更加美好的愿景,以為能源存儲行業(yè)提供創(chuàng )新性解決方案,助力中國制造實(shí)現自主可控為使命,致力于實(shí)現了“卡脖子”技術(shù)突破。公司開(kāi)發(fā)的微納米顆粒表界面極限調控技術(shù)與裝備,實(shí)現了我國在該領(lǐng)域的突破,是繼美國之后世界第二家實(shí)現該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的國家。該成果獲得多項省部級科技進(jìn)步獎,并實(shí)現在鋰電池材料、金屬軟磁材料等領(lǐng)域的應用。
微納米顆粒材料在新能源、電子通信、航空航天、醫藥等領(lǐng)域中扮演著(zhù)重要的角色。因為其較高的表面活性和較大的比表面積,一般都需要經(jīng)過(guò)表界面包覆改性才能夠滿(mǎn)足最終產(chǎn)品的電、光、熱、磁等性能。傳統的包覆技術(shù)無(wú)法實(shí)現在納米尺度下對微納米顆粒表面均勻致密且厚度可控的包覆。原子層沉積(ALD)是一種在氣相中使用連續化學(xué)反應的薄膜形成技術(shù),被廣泛應用于半導體產(chǎn)業(yè)。但是該技術(shù)一般針對平面物體的薄膜沉積。由于微納米顆粒材料易團聚,且氣態(tài)前驅體難以滲透到粉體內部中與每個(gè)顆粒表面充分接觸,因此對于平面型ALD難以對粉體材料實(shí)現均勻且致密的批量包覆。美國最早于2000年初開(kāi)始該項技術(shù)在顆粒表面包覆的工藝與裝備研究,其中Forge Nano公司在2013年就實(shí)現年包覆千噸級別設備銷(xiāo)售。美國NASA將該包覆技術(shù)用于飛船熱障涂層顆粒改性及衛星電池正負極材料包覆中;Lockheed公司將該技術(shù)用于3D打印金屬顆粒表面改性并應用到武器裝備開(kāi)發(fā)中, 相關(guān)技術(shù)和裝備嚴禁對中國出口。因此,打破美國技術(shù)壟斷,實(shí)現粉末ALD大批量生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)及核心裝備國產(chǎn)化刻不容緩。
柔電科技設計并開(kāi)發(fā)了“級進(jìn)式”空間型ALD粉體包覆設備,利用空間換時(shí)間的理念,攻克了千噸級粉體表面納米級別包覆的技術(shù)難題。同時(shí),通過(guò)對于前驅體用量的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控,使前驅體利用率達到95 %以上。該成果實(shí)現了實(shí)際應用,包括在耐高溫抗腐蝕金屬材料以及基于A(yíng)LD的精準納膜包覆摻雜(PNCD)工藝提升了鋰電池正極材料在高電壓下的穩定性。成果已在電池、導熱和航空航天等領(lǐng)域得到成功應用,產(chǎn)生了顯著(zhù)的經(jīng)濟、社會(huì )和生態(tài)效益。本成果已經(jīng)獲得授權國家專(zhuān)利28項,其中,發(fā)明專(zhuān)利25項,實(shí)用新型專(zhuān)利3項。
目前公司在武漢和寧波分別有兩個(gè)生產(chǎn)研發(fā)基地。武漢基地(柔電(武漢)科技有限公司)生產(chǎn)面積5000平米,研發(fā)中心約500平米,擁有完整系統的ALD研發(fā)中試平臺及完備的固/液態(tài)電池、超級電容、混合電容等產(chǎn)品測試產(chǎn)線(xiàn)。公司武漢基地正在研發(fā)多規格的ALD/CVD粉體包覆設備,分別為克級/公斤級別的研發(fā)型和年包覆100-500噸級量產(chǎn)型,預計2024年將為廣大科研院所、企業(yè)研究中心提供相關(guān)產(chǎn)品,并為下游量產(chǎn)客戶(hù)提供包覆服務(wù)。
寧波基地(寧波柔創(chuàng )納米科技有限公司)生產(chǎn)面積6000平米,研發(fā)中心約600平米,擁有齊全的納米纖維膜的制備和表征設備。寧波公司長(cháng)期專(zhuān)注于高功率、長(cháng)壽命儲能器件用納米纖維隔膜的國產(chǎn)化,是世界領(lǐng)先的納米纖維特種膜生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)。公司是國內唯一可實(shí)現進(jìn)口代替的超級電容器隔膜供應商;同時(shí)在鈉離子電池隔膜、鋰離子儲能電池隔膜的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化上深耕多年;也是國內首家生產(chǎn)全/半固態(tài)電池用超薄鋰離子導體隔膜的企業(yè),于2017年入選了寧波市3315高端創(chuàng )業(yè)團隊,2020年《超級電容器用納米纖維隔膜國產(chǎn)化項目》獲得中國“科技創(chuàng )新貢獻獎”。寧波基地現有年產(chǎn)400萬(wàn)平米隔膜產(chǎn)線(xiàn),已滿(mǎn)負荷生產(chǎn)。新建的年產(chǎn)3000萬(wàn)平米納米纖維隔膜產(chǎn)線(xiàn)將于年底投產(chǎn)。隨著(zhù)新產(chǎn)能的釋放,寧波公司在納米纖維隔膜相關(guān)領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率將進(jìn)一步提高。
截止2023年11月,柔電科技累計在資本市場(chǎng)獲得五輪投資,投資總額近億元,投資機構有包括中金資本、金鼎資本等在內的多家知名機構。