重慶大學(xué)與遂寧市共建鋰電及新材料研究院——科技成果在這里“一條龍”轉(zhuǎn)化

今年3月，重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院完成自主設(shè)計(jì)的鋰硫電池中試生產(chǎn)線。中試完成后，這款新一代鋰硫電池將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，其能量密度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋰電池，超過(guò)650Wh/kg，運(yùn)用于電動(dòng)汽車可實(shí)現(xiàn)30分鐘充電，續(xù)航里程超1500公里，讓新能源汽車徹底告別“續(xù)航焦慮”；運(yùn)用于智能手機(jī)，可讓手機(jī)續(xù)航超48小時(shí)。與此同時(shí)，這款鋰硫電池是實(shí)現(xiàn)了本征安全的鋰電池產(chǎn)品，大大降低電池燃爆風(fēng)險(xiǎn)，讓用戶使用更安心。

據(jù)悉，重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院成立近三年來(lái)，已吸引一批高素質(zhì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才，形成一批引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性、共性技術(shù)成果，孵化一批高科技企業(yè)，不少面向產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用研究創(chuàng)新成果在這里誕生，也在這里邁出了科技成果轉(zhuǎn)化的第一步。

從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線

2021年10月，由重慶大學(xué)與四川省遂寧市政府共建的重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院（以下簡(jiǎn)稱研究院）正式掛牌成立。當(dāng)院長(zhǎng)魏子棟從四川省科技廳和重慶市科技局相關(guān)負(fù)責(zé)人手中接過(guò)這塊沉甸甸的牌子，意味著川渝科技部門為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈共建科技創(chuàng)新平臺(tái)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

研究院位于遂寧高新區(qū)創(chuàng)客谷內(nèi)，鋰電產(chǎn)業(yè)正是遂寧市布局的特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，當(dāng)?shù)匾研纬射囯娙a(chǎn)業(yè)鏈，數(shù)十家企業(yè)在此匯聚。

“共建重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院，不僅能夠充分發(fā)揮重慶大學(xué)的學(xué)科研發(fā)資源和人才優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還可以圍繞遂寧鋰電及新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要開(kāi)展應(yīng)用研究，形成引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成果。”在魏子棟看來(lái)，研究院的任務(wù)，就是充分融合產(chǎn)學(xué)研各方優(yōu)勢(shì)，結(jié)合遂寧市眾多鋰電企業(yè)提供的實(shí)踐平臺(tái)，發(fā)揮重慶大學(xué)在人才培養(yǎng)、科技創(chuàng)新、學(xué)科建設(shè)等方面的優(yōu)勢(shì)，吸引高素質(zhì)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才，將鋰硫電池、先進(jìn)鋰金屬負(fù)極、三元正極材料等已有技術(shù)成果在研究院進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研究，形成引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)成果，進(jìn)而孵化一批高科技鋰電企業(yè)。

目前，研究院有來(lái)自重慶大學(xué)專、兼職科研人員數(shù)十名，其中教授、高級(jí)工程師12人，博士后6人，博士研究生10余人，碩士研究生50余人。

從重慶來(lái)到四川，重慶大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)扎根遂寧，不僅跨過(guò)了兩地的界線，更跨越了學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的界線，努力在能源電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域立足川渝、配套全國(guó)。

李存璞就是該團(tuán)隊(duì)的一員，他是重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院副院長(zhǎng)。每周，李存璞都會(huì)往返于重慶和遂寧，有一半的時(shí)間會(huì)待在遂寧的實(shí)驗(yàn)室里。

作為一名科研人員，在他看來(lái)，科研成果從高校走向市場(chǎng)，從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)科技成果的成功轉(zhuǎn)化，還存在一些亟需破除的障礙。

其中，就包括很多高校提到的一個(gè)共性問(wèn)題——中試平臺(tái)建設(shè)。

科技成果要想從實(shí)驗(yàn)品變成商品，必須經(jīng)過(guò)中試。中試是產(chǎn)品在大規(guī)模量產(chǎn)前的小規(guī)模放大試驗(yàn)。建設(shè)中試平臺(tái)，是促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)。

沒(méi)有固定中試平臺(tái)的科研團(tuán)隊(duì)，需要自己去尋找中試的平臺(tái)和機(jī)會(huì)。而如果找不到中試地點(diǎn)，那么就可能會(huì)在一次又一次的“小試”中放棄轉(zhuǎn)化。因此，一些中小企業(yè)普遍反映科技創(chuàng)新嘗試成本較高，缺乏轉(zhuǎn)化創(chuàng)新成果的中試熟化平臺(tái)。

“高校以基礎(chǔ)研究為主，而研究院恰好解決了中試的場(chǎng)地問(wèn)題。”李存璞說(shuō)，遂寧有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，研究院有技術(shù)人才，這也是川渝強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的一種體現(xiàn)。

“我們需要離企業(yè)更近一點(diǎn)”

在這種合作下，研究院形成了一批可喜的成果。比如，在鋰硫電池和三元正極材料方面取得突破，尤其是新一代鋰硫電池中試產(chǎn)品，不僅續(xù)航里程大幅提升，更在安全性能上取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

目前，我國(guó)新能源汽車飛速發(fā)展，但電動(dòng)汽車還跑得不夠遠(yuǎn)，充電也不夠快。李存璞稱，其原因大多都跟電池有關(guān)，因此研究更高性能、更安全的電池，無(wú)論是在電動(dòng)汽車行業(yè)還是儲(chǔ)能領(lǐng)域都很重要。

走進(jìn)重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院，兩位科研人員正戴著手套，將雙手伸進(jìn)透明密封箱中進(jìn)行鋰電池包裝，一旁的電子屏幕上實(shí)時(shí)顯示著箱內(nèi)的壓力、氧含量、水含量等指標(biāo)。

這是國(guó)內(nèi)首條鋰硫電池中試生產(chǎn)線，由該研究院自主設(shè)計(jì)，其生產(chǎn)的鋰硫電池的能量密度、制造成本等技術(shù)指標(biāo)處于世界領(lǐng)先水平。

什么叫鋰硫電池？它是一種新型儲(chǔ)能電池，最大的特點(diǎn)是用金屬鋰片作為負(fù)極，因此能夠大幅提高電池系統(tǒng)的能量密度。目前能量密度已經(jīng)可以達(dá)到普通鋰離子電池的3倍。

在研究中，針對(duì)電車自燃的安全問(wèn)題，研究院科研團(tuán)隊(duì)基于現(xiàn)有鋰電池技術(shù)，研發(fā)了一種新型添加劑，來(lái)解決電池?zé)崾Э貑?wèn)題。

這一技術(shù)成果解決了鋰離子電池長(zhǎng)期以來(lái)存在的能量失控問(wèn)題，其能量吸收速率和容量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法，為業(yè)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)了更加可靠的安全保障。

在材料體系和制備技術(shù)方面，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得許多突破，但是要實(shí)現(xiàn)商用還面臨不少難題。

“從樣品到商品，必須要有企業(yè)參與進(jìn)來(lái)，我們需要離企業(yè)更近一點(diǎn)。”李存璞說(shuō)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)商用，鋰硫電池將有效緩解消費(fèi)者的“續(xù)航焦慮”，具有很好的市場(chǎng)前景。

川渝校企組建科創(chuàng)技術(shù)聯(lián)盟

近三年來(lái)，不少面向產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用研究創(chuàng)新成果在研究院誕生，也在這里邁出了科技成果轉(zhuǎn)化的第一步。

去年，研究院與四川大學(xué)國(guó)家技術(shù)轉(zhuǎn)移中心遂寧分中心發(fā)起成立川渝鋰電及新材料研究院科創(chuàng)技術(shù)聯(lián)盟，首批聯(lián)盟成員單位共10家，包括南昌大學(xué)重慶研究院、中物院成都科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心、重慶長(zhǎng)安新能源汽車科技有限公司等高校、科研院所和企業(yè)等。

而這個(gè)川渝鋰電及新材料研究院科創(chuàng)技術(shù)聯(lián)盟，正圍繞“鋰資源開(kāi)發(fā)—鋰電及新能源材料—電池及管理系統(tǒng)—新能源汽車—鋰電池回收利用”鋰電全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈，組建“鋰電材料檢驗(yàn)檢測(cè)中心”，共同促進(jìn)鋰電產(chǎn)學(xué)研用融合發(fā)展。

此外，鋰負(fù)極中心、硫正極中心、鋰離子電池中心、儲(chǔ)能電池研發(fā)中心、膜材料中心、催化材料中心繼續(xù)圍繞各自課題開(kāi)展課題分析與研究，目前設(shè)備已基本到齊，各項(xiàng)研究有序展開(kāi)，并取得階段性成果。

重慶大學(xué)鋰電及新材料遂寧研究院不僅為地方產(chǎn)業(yè)提供了技術(shù)支持，還積極參與區(qū)域科研合作，助力遂寧成為鋰電產(chǎn)業(yè)的新高地。2022年，研究院榮獲“四川省新型研發(fā)機(jī)構(gòu)”稱號(hào)，2023年更是成為“博士后創(chuàng)新實(shí)踐基地”，這些榮譽(yù)見(jiàn)證了研究院在推動(dòng)鋰電產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中的卓越貢獻(xiàn)。

目前，研究院正在爭(zhēng)取和鋰電企業(yè)進(jìn)一步合作，推動(dòng)電池的能量密度和安全性技術(shù)研發(fā)與轉(zhuǎn)化，助推新能源及其周邊產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)能源資源的高效利用。