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高容量高镍多元材料合成及改性技术

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来源:本站 时间:2021.10.16 阅读:

技术创新需求情况说明

一、需求类别

产品研发(产品升级、新产品研发)

二、需求内容:

1.需求解决的技术问题

高容量高镍多元材料合成及改性技术。

2.技术需求提出背景及技术应用领域

在2021年的政府工作报告中,“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年重点任务之一;“十四五”规划也将加快推动绿色低碳发展列入其中。锂离子电池作为交通工具的一种新能源动力,响应“碳达峰、碳中和”得到了迅速的发展。三元材料作为锂离子电池的关键材料之一,其技术创新和发展对该行业影响较大,也会间接影响绿色低碳工作的推进。2018年以来,国内三元材料市场就已经出现了高镍化趋势,但是迫于较高的使用成本以及安全性问题,高镍三元材料在国内市场的推进进程并不顺利。到2020年,随着欧洲新能源市场的开辟以及海外车企对于高镍三元体系的青睐,国内外电池厂对于高镍三元材料的需求量开始迅速增长。随着下游需求的迅速放量,国内三元材料行业进入了一个新的高速发展阶段,那快速的产品性能提升和工艺技术突破就成为行业快速发展的支撑。

3.技术难点

①实现多形貌工艺控制是高镍合成技术突破的一个难点。高镍多元材料合成过程中,会出现多种形貌特征,在确定优选形貌后如何稳定的使产品形貌保持一致,是一个技术难点。

②弱化经验工艺,尽可能实现量化工艺控制。高镍工艺运行过程中,参数变动敏感性较强,但参数真值的变动与实际检测结果极易存在偏差,需根据经验对测试结果进行判断,如何减弱甚至脱离参数控制对测试结果的依靠,是高镍多元材料合成技术的又一难点。

4.主要技术经济指标

D50=11.0±1.0μm,TD=2.0±0.1g/cm3,BET=10±5m2/g,MI<50ppb,产品外观为棕黑色粉末,无结块。

若实现量产转化,每个月可实现150t~200t的批量供应,实现1500万元~3000万元销售额。

三、现有基础:

1. 开展的工作

已开展四款不同比例PNCM型大颗粒前驱体、三款不同比例PNCM型小颗粒前驱体的小试工艺探索,两款PNCA大颗粒前驱体,两款PNCA小颗粒前驱体,需持续根据下游客户反馈,对应不同的指标特征需求,探索差异化工艺,来应对波动的市场变化。

2. 所处阶段

目前处于工艺探索与客户开发阶段。

3. 投入资金和人力

为持续保持技术的先进性,除3500多万前期建设与设备投入,在高镍领域以投入研发资金500多万。目前,宜宾光原公司研发技术部目前有50名员工,具有一支研发工程师全部为本科以上学历的高素质研发人才队伍,其中中级工程师3名、高级工程师1名。技术中心研发工程师及技术人员一览表见表1。

4. 仪器设备

结合新能源行业的市场研发需求和公司整体规划,公司正在新建前驱体研发中心。研发中心占地约1500m2,包含4套50L反应釜、10套100L反应釜、2套500L反应釜和1套2m3反应釜及配套设施,同时,8台反应釜配套浓缩机,具备单晶研发能力。

研发中心主要分为两层,一层主要布置料液槽、液碱槽、氨水槽、陈化槽、浆化槽、洗水槽、盘式干燥机及配套机泵等设备,二层主要布置平衡槽、计量泵、反应釜、浓缩机、离心机、振动筛、除铁器及配套机泵等,车间布局总体原则是从下到上再从上到下完成工艺,既保证流程通畅,又充分利用了空间。

5. 生产条件

研发中心试验线为车间产线的缩影,提高项目实现产业的成功率,缩短调试周期。目前光原具有两个车间四条产线,PNCA单独占用一条产线,避免产品的交叉污染,降低产品不合格风险。每条产线配备4~6台釜,能够同时开展3~4款产品的生产,每款产品月供150t~200t。


产学研合作要求

简要描述:

希望与强化工、材料类高校开展产学研合作,合作专家及团队能够在前沿性技术、理论设计能力、数据分析与应用等方面对我们带来切实的帮助与提升。

通过产学研合作,能够实现产品的不同形貌控制,达到如下指标要求:D50=11.0±1.0μm,TD=2.0±0.1g/cm3,BET=10±5m2/g,I101/I001=0.95±0.1,MI<50ppb,产品外观为棕黑色粉末,无结块。

在合作期间,知识产权需归属光原锂电。

合作方式:  联合开发


其他需求

 研发费用加计扣除、检验检测 、行业政策 、科技政策招标采购、产品/服务市场占有率分析、市场前景分析



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