重庆大学与遂宁市共建锂电及新材料研究院——科技成果在这里“一条龙”转化

作者: 陈敏

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今年3月,重庆大学锂电及新材料遂宁研究院完成自主设计的锂硫电池中试生产线。中试完成后,这款新一代锂硫电池将实现产品化,其能量密度远超传统锂电池,超过650Wh/kg,运用于电动汽车可实现30分钟充电,续航里程超1500公里,让新能源汽车彻底告别“续航焦虑”;运用于智能手机,可让手机续航超48小时。与此同时,这款锂硫电池是实现了本征安全的锂电池产品,大大降低电池燃爆风险,让用户使用更安心。

据悉,重庆大学锂电及新材料遂宁研究院成立近三年来,已吸引一批高素质产业领军人才,形成一批引领产业发展的关键性、共性技术成果,孵化一批高科技企业,不少面向产业的应用研究创新成果在这里诞生,也在这里迈出了科技成果转化的第一步。

从实验室走向生产线

2021年10月,由重庆大学与四川省遂宁市政府共建的重庆大学锂电及新材料遂宁研究院(以下简称研究院)正式挂牌成立。当院长魏子栋从四川省科技厅和重庆市科技局相关负责人手中接过这块沉甸甸的牌子,意味着川渝科技部门为成渝地区双城经济圈共建科技创新平台取得了实质性进展。

研究院位于遂宁高新区创客谷内,锂电产业正是遂宁市布局的特色优势产业之一,当地已形成锂电全产业链,数十家企业在此汇聚。

“共建重庆大学锂电及新材料遂宁研究院,不仅能够充分发挥重庆大学的学科研发资源和人才优势,同时还可以围绕遂宁锂电及新材料产业发展的需要开展应用研究,形成引领产业发展的成果。”在魏子栋看来,研究院的任务,就是充分融合产学研各方优势,结合遂宁市众多锂电企业提供的实践平台,发挥重庆大学在人才培养、科技创新、学科建设等方面的优势,吸引高素质产业领军人才,将锂硫电池、先进锂金属负极、三元正极材料等已有技术成果在研究院进行产业化研究,形成引领产业发展的关键性技术成果,进而孵化一批高科技锂电企业。

目前,研究院有来自重庆大学专、兼职科研人员数十名,其中教授、高级工程师12人,博士后6人,博士研究生10余人,硕士研究生50余人。

从重庆来到四川,重庆大学科研团队扎根遂宁,不仅跨过了两地的界线,更跨越了学术界与产业界的界线,努力在能源电子产业领域立足川渝、配套全国。

李存璞就是该团队的一员,他是重庆大学化学化工学院教授、重庆大学锂电及新材料遂宁研究院副院长。每周,李存璞都会往返于重庆和遂宁,有一半的时间会待在遂宁的实验室里。

作为一名科研人员,在他看来,科研成果从高校走向市场,从实验室走向生产线,实现科技成果的成功转化,还存在一些亟需破除的障碍。

其中,就包括很多高校提到的一个共性问题——中试平台建设。

科技成果要想从实验品变成商品,必须经过中试。中试是产品在大规模量产前的小规模放大试验。建设中试平台,是促进科技成果转化的重要环节。

没有固定中试平台的科研团队,需要自己去寻找中试的平台和机会。而如果找不到中试地点,那么就可能会在一次又一次的“小试”中放弃转化。因此,一些中小企业普遍反映科技创新尝试成本较高,缺乏转化创新成果的中试熟化平台。

“高校以基础研究为主,而研究院恰好解决了中试的场地问题。”李存璞说,遂宁有产业优势,研究院有技术人才,这也是川渝强强联合的一种体现。

“我们需要离企业更近一点”

在这种合作下,研究院形成了一批可喜的成果。比如,在锂硫电池和三元正极材料方面取得突破,尤其是新一代锂硫电池中试产品,不仅续航里程大幅提升,更在安全性能上取得了实质性的进展。

目前,我国新能源汽车飞速发展,但电动汽车还跑得不够远,充电也不够快。李存璞称,其原因大多都跟电池有关,因此研究更高性能、更安全的电池,无论是在电动汽车行业还是储能领域都很重要。

走进重庆大学锂电及新材料遂宁研究院,两位科研人员正戴着手套,将双手伸进透明密封箱中进行锂电池包装,一旁的电子屏幕上实时显示着箱内的压力、氧含量、水含量等指标。

这是国内首条锂硫电池中试生产线,由该研究院自主设计,其生产的锂硫电池的能量密度、制造成本等技术指标处于世界领先水平。

什么叫锂硫电池?它是一种新型储能电池,最大的特点是用金属锂片作为负极,因此能够大幅提高电池系统的能量密度。目前能量密度已经可以达到普通锂离子电池的3倍。

在研究中,针对电车自燃的安全问题,研究院科研团队基于现有锂电池技术,研发了一种新型添加剂,来解决电池热失控问题。

这一技术成果解决了锂离子电池长期以来存在的能量失控问题,其能量吸收速率和容量远超传统方法,为业内企业带来了更加可靠的安全保障。

在材料体系和制备技术方面,研究团队已经取得许多突破,但是要实现商用还面临不少难题。

“从样品到商品,必须要有企业参与进来,我们需要离企业更近一点。”李存璞说,如果能够实现商用,锂硫电池将有效缓解消费者的“续航焦虑”,具有很好的市场前景。

川渝校企组建科创技术联盟

近三年来,不少面向产业的应用研究创新成果在研究院诞生,也在这里迈出了科技成果转化的第一步。

去年,研究院与四川大学国家技术转移中心遂宁分中心发起成立川渝锂电及新材料研究院科创技术联盟,首批联盟成员单位共10家,包括南昌大学重庆研究院、中物院成都科学技术发展中心、重庆长安新能源汽车科技有限公司等高校、科研院所和企业等。

而这个川渝锂电及新材料研究院科创技术联盟,正围绕“锂资源开发—锂电及新能源材料—电池及管理系统—新能源汽车—锂电池回收利用”锂电全生命周期产业链,组建“锂电材料检验检测中心”,共同促进锂电产学研用融合发展。

此外,锂负极中心、硫正极中心、锂离子电池中心、储能电池研发中心、膜材料中心、催化材料中心继续围绕各自课题开展课题分析与研究,目前设备已基本到齐,各项研究有序展开,并取得阶段性成果。

重庆大学锂电及新材料遂宁研究院不仅为地方产业提供了技术支持,还积极参与区域科研合作,助力遂宁成为锂电产业的新高地。2022年,研究院荣获“四川省新型研发机构”称号,2023年更是成为“博士后创新实践基地”,这些荣誉见证了研究院在推动锂电产业创新发展中的卓越贡献。

目前,研究院正在争取和锂电企业进一步合作,推动电池的能量密度和安全性技术研发与转化,助推新能源及其周边产业升级,实现能源资源的高效利用。

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