动力电池材料研发协同创新中心

平台基本信息

平台名称:动力电池材料研发协同创新中心

批准单位:福建省教育厅

平台类型:协同创新中心

批准时间:2019年12月

所在二级学院:化学与材料学院

平台负责人:颜桂炀教授

 

平台简介

平台基本情况及研究方向

本中心以宁德师范学院为牵头单位,以宁德时代新能源科技有限公司、青拓集团有限公司、中国科学院福建物质结构研究所、福州大学等为共建单位,面向高性能动力电池材料研发开展创新。高校及科研院所主要负责基础及应用研究、应用型人才的培养;企业主要负责成果的产业化和构建人才的创新创业实训基地;政府在研究基地、平台建设和政策保障给予保障。本平台研究方向如下:(1)动力电池材料的基础性问题研究。主要针对动力电池涉及到的正极材料、负极材料、涂覆隔膜材料、电解质溶液、电池使用过程中的腐蚀与防腐问题、电池生产及使用过程中的环境问题等方面开展一些基础性研究。(2)动力电池生产过程的的应用技术研究。主要针对动力电池防腐材料、隔膜材料以及电池生产过程中涉及环境问题的应用技术研究。(3)动力电池相关产业研发。针对现有的研究情况,本中心将重点进行以下两个项目的产业化:高性能动力电池的产业化以及凝胶复合电解质隔离膜产业化。

宁德师范学院联合福州大学、中科院福建物质结构研究所等国内主要的研究机构和宁德时代新能源科技股份有限公司、青拓集团有限公司等相关企业,优势互补,培育组建的“动力电池材料研发协同创新中心”。

平台团队情况简介

中心平台以协同中心建设为推手,通过科研项目合作与合作单位在机构设置、人员组织、联合攻关、资源共享方面不断融合,建立了协同创新运行模式。成立了“产教融合协同创新中心”,实现企业和高校融合发展,新增2个省级平台1个省高校重点实验室,建立了化工新材料省高校科技创新团队,组建了含15位正高、10位副高,39位博士在内的50人的协同创新团队。创新人才培养成效显著,多人获得了省教育厅、宁德市人才称号;知识、技术集成与转化的经济成效初显,承担了企业的多项技术委托合同并获得成果转化;学科创新研究成效显著,获得4项国家级科研项目以及23项省部级项目,论文数量和刊物级别显著提升。初步建立了有效的协同创新运行模式,在机构设置、人员聘任、绩效评价、科研立项、联合攻关、成果转化、资源共享等方面初步融合,在基础研究、工程技术应用研究和产业化开发方面具有良好的基础,取得一批创新性研究成果。

平台目前已取得的科研成果及可提供的科研服务

中心成立以来获得纵向项目60项,总经费456.5万,其中国家自然科学基金2项,省级科技创新重点项目1项,省引导性项目3项,省自然科学基金项目10项。获得横向项目22项,总经费107.2万。发表代表性论文96篇,其中SCI收录64篇。获得发明专利25件,软件著作权1件,实用新型专利13件,实现成果转化2例,转化金额25万。出版著作1篇。其中在硅基负极材料取得一定的突破。一般的硅基负极材料在充放电过程中,材料容易发生约300%的体积膨胀,产生巨大的应力应变和挤压或坍塌,导致活性物质粉化、剥离集流体使电解SEI膜)厚度增加,最终导致电池容量和寿命下降。为了解决这些问题,课题团队研究了以天然生物质、纳米多孔碳和金属有机骨架结构为模板的三维结构硅基负极材料材料的构建。这种三维结构不仅增加了锂离子的插层通道和插层速率,而且比一维或二维结构更稳定。合成的Si/C复合材料、SiOx复合材料合金化反应过程中体积膨胀效应得到有效改善,提高电池循环稳定性和高容量保持率所制备硅基复合材料表面包覆一层具有导电碳包覆层提高负极材料导电性,改善电化学性能,同时导电碳层的存在可以有效缓解硅基负极材料在储锂过程中产生的内应力

中心积极为企业和社会服务,充分发挥高校科研力量优势,推进服务地方企业的校企联合机制。成立2年来,虽受疫情影响,但仍接受各类技术委托课题22项,项目总经费达到107.2万元。为加强与企业的联系,科研骨干多次到生产第一线调研,走访了包括时代新能源、青拓集团、卓高新材料、星宇科技等企业,通过横向项目、联合项目申报、共建研发中心等方式切实与企业合作,大大提升我院在地方的科研影响力。例如:与宁德时代新能源科技股份有限公司共同开展研究“新型储能电池电极材料检测方法研究”;与青拓集团有限公司签约成立了“青拓产业学院”、签约共建“联合研发中心”、参与青拓集团有限公司旗下福建青拓特钢技术研究有限公司牵头申报的“福建省不锈钢产业创新中心”;与宁德市东侨开发区的多家企业(凯欣电池材料、恒力新能源)建立产学研合作的“联合研发实验室”,形成共建联盟模式;与宁德市多家企业(宁德卓高新材料科技有限公司、宁德嘉拓智能设备有限公司、宁德市星宇科技有限公司)签订战略合作协议;联合宁德卓高新材料有限公司申报STS项目,共同开发凝胶复合电解质隔离膜,完成2项成果转化,共同研发的新型电池隔膜材料初试投入使用后,新增产值200万、利润30万。