学科专业评审组:能源与化工组
项目名称:高镍低钴8系三元正极材料结构调控与界面稳定化关键技术及产业化
提名单位: 咸阳市人民政府
提名等级:三等奖
提名单位意见: 随着新能源汽车的加速发展,镍钴锰酸锂三元正极材料,特别是高镍三元成为后起之秀,因其性能和成本综合性能优于传统市场化正极材料,成为锂电行业研究热点。陕西彩虹新材料有限公司(以下简称公司)以此为契机,结合自身多年锂电材料研发经验,进行该项目技术及产业研究。公司成立研发团队,经过3年多时间,针对高镍三元锂电正极材料“表面高残留锂、阳离子混排、材料结构稳定性差易失氧及循环性能差等”亟待解决的技术问题,通过对高镍三元材料进行体相掺杂、富氧烧结条件协同控制、独特的表面包覆等制备系统研究,实现了高镍材料的低残留锂量的控制及高镍动力三元正极材料的规模化生产,生产工艺及产品性能达到国际先进水平。项目建成了一条年产1500吨高镍三元自动化产线,新增销售收入1.53亿元,新增利润1027万元,取得5项授权专利。该项目量产提升了生产效率、降低了制造成本,提高企业经济效益,提升了陕西新能源汽车产业链的影响力和竞争力,为陕西锂电池产业技术升级作出了贡献。提名材料齐全、规范,经完成单位公示,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术奖提名条件。
项目简介:

客观评价:
应用情况和效益:
主要知识产权和标准规范等目录:
主要完成人:
  1. 姓名:李崇
    排名:1
    行政职务:研发部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人,负责项目产品技术方案及产线建设方案的决策、项目各阶段总结审阅,主导项目产品技术研发及产业化技术导入,针对高镍8系正极材料Ni2+/Li+离子混排,晶相结构失氧、塌陷问题,合作提出了一种多参数协同控制的纯氧烧结工艺技术,明确了动力型高镍三元材料一次颗粒形貌尺寸在500~1000nm范围内,可有效降低动力型高镍三元离子混排程度,抑制材料脱锂失氧引起的结构塌陷问题,提升动力型高镍材料循环和安全性能。合作提出降低残留锂方法及水洗、包覆自动化系统设计方案,对创新点1,2,3,4均有贡献,佐证材料:附件1-1-(1,2,3)、2-3-(1,2,4,5)、2-4-3。
    曾获国家科技奖励情况:2012年“彩虹集团科技成果奖二等奖” 2012年“中国电子信息产业集团有限公司民品科技进步奖三等奖” 2015年集团“先进科技工作者”等 2022年获中国国防邮电“工艺创新大赛”二等奖; 2022年获中国电子信息产业集团有限公司“QC小组成果二等奖”
  2. 姓名:王慧萍
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要研发人员,负责项目产品设计及产业化技术工艺条件的制定及实施,项目总结等。研究不同包覆材料的性能差异,提出了一种结构稳定快离子导体ITO表面包覆方法,实现稳定动力型高镍材料表面结构核心技术的突破,完成2篇相关专利布局。对创新点1,2,3均有贡献,佐证材料:附件1-1-(1,2,3)、2-3-(1,2,3,4,5)、2-4-3。
    曾获国家科技奖励情况:2016年获彩虹新能源“优秀科技工作者”荣誉; 2018年获“中国优秀专利奖”。 2022年国防邮电“工艺创新大赛”二等奖
  3. 姓名:牟春伟
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:经济师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要参与项目研发及产业化实施,提出项目原材料评价标准,研究不同材料掺杂效果,合作提出了目标掺杂材料,控制高镍三元材料一次颗粒形貌在500~1000nm范围内,可有效解决了动力型高镍三元阳离子混排及结构失氧问题。附件2-3-5.
    曾获国家科技奖励情况:无
  4. 姓名:高峰
    排名:4
    行政职务:总经理
    技术职称:经济师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目整体统筹协调,主持项目产线建设,目标产品市场推进及项目资金保障。佐证材料:附件1-1-1、2-3-5
    曾获国家科技奖励情况:
  5. 姓名:周佳
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目参与人员,参与项目科技成果转移转化工作,参与项目产业化推进实施,参与“高端动力三元电池正极材料”项目,佐证材料:附件2-8-2 。
    曾获国家科技奖励情况:
  6. 姓名:张斌虎
    排名:6
    行政职务:部长
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目产品质量控制负责人,主要参与项目产业化推进实施,高镍低估8系三元产品的产业化技术导入,产线调试及连续稳定生产产品质量控制。佐证材料:附件2-4-3、2-8-2.
    曾获国家科技奖励情况:2012年“彩虹集团科技成果奖”三等奖; 2012年“中国电子信息产业化集团有限公司民品科技进步奖”三等奖; 2022年获“中国电子2022年度质量管理QC小组成果”二等奖。
  7. 姓名:刘卫华
    排名:7
    行政职务:部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西彩虹新材料有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目产线建设负责人,与产品工艺技术对接,研究、确定产线自动化控制技术。研究正极材料制造自动化产线各工序自动化控制方案,特备是水洗、包覆工序自动化控制,创国内领先地位,对创新点4做出贡献。佐证材料:附件2-4-3.
    曾获国家科技奖励情况:曾获集团“优秀科技工作者”荣誉。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:陕西彩虹新材料有限公司
    单位贡献: 陕西彩虹新材料有限公司基于对锂电池正极材料市场变化及未来趋势的准确判断,及时确立了该科研开发项目。公司从可行性研究、立项、人员配置、项目推进、工艺摸索、设备开发、生产试验至批量生产,均制定了周密计划并有序部署,并及时充分配置各类所需资源,确保了项目顺利推进。 项目致力于研发高镍低钴8系三元材料结构调控与界面稳定化的关键技术,通过优化烧结温度与气氛,实现一次颗粒在500~1000nm范围内的可控掺杂;研究高镍三元材料表面低残留碳酸根与氢氧根含量控制技术,借助水洗与低温烧结工艺,使碳酸根含量≤0.3%,氢氧根含量≤0.3%;开发出高镍三元材料界面稳定化包覆技术,有效缓解其在电池循环中与电解液反应导致的表面稳定性问题;通过固相烧结过程中的结构调控,改善高镍三元材料结构稳定性与循环性能。 该项目所有工艺及设备技术成果均由公司拥有。高镍低钴8系三元材料的批量生产已成为公司新的经济增长点,为持续健康发展奠定坚实基础。该项目的应用将对完善我国新能源锂电池正极材料产业链、提升新能源汽车产业国际竞争力发挥重要作用。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处