金融学院：实践引领材料新纪元，共绘电池国产新蓝图

在新质生产力赋能的大背景下,如今正处于中国制造走向中国创造形成中国标准的新时代。在这其中。国家多次提到要提升新能源电池负极性能。旨在深入了解新能源电池材料CMC的情况,南京财经大学金融学院锂点星河团队于8月19日至8月26日,在福建福州,漳平,厦门,广东广州,深圳等地展开暑期实践调研,开启一场电池级CMC探索之旅。

参创新大赛,以赛代促学深入了解

调研前期,在7月份,项目组成员深入研究,积极讨论,在校外专家,校教务处,学院领导和指导老师的指导下,参加2024江苏省国际大学生创新大赛,通过对当前研究成果的整理与归纳,在指导下项目团队成员对研究内容有了更高层次的认知,以赛促学,最终成为全校进入省决赛的的两个团队之一,获得较好的成绩。但是同时也发现了当前仍然存在的痛点和问题,带着调研方向,项目组认真筹备,做好调研计划,展开深入调研。

图为项目团队成员参赛现场合影 赵璇 摄

观生产现状,观国内发展仍存瓶颈

8月20日,项目组成员前往福建美亚瑞公司,在公司负责人的陪同下,团队成员们首先参观了公司的生产车间和实验室。他们详细地了解了锂电池负极粘合剂CMC的生产工艺流程,包括原料配比、混合搅拌、过滤干燥以及成品包装等各个环节。同时,成员们还认真观察了美亚瑞全国唯一的全自动化生产线和改良版 DCS 系统的全自动控制设备,了解设备的运行情况以及性能参数和操作要求。

随后,为进一步了解电池级CMC的良好性能,在研发总监龙传武的带领下,项目团队参观了CMC的质检实验室。在这里配备了全国最先进的实验仪器以供质量检测,相关技术人员为我们演示了粘度检验和取代度检验的流程,其中取代度检验大多已实现自动滴定,减少了人工检验的误差。

在参观结束后,美亚瑞公司的技术专家和管理层与团队成员们进行了座谈交流。技术专家详细介绍了锂电池负极粘合剂CMC的生产技术、质量控制以及产品性能等方面的知识。同时,他们还就当前锂电池行业的发展趋势、市场需求以及未来发展方向等问题进行了深入的分析和探讨。项目团队成员肖世霖表示:目前电池级CMC还存在较大的市场缺口,在实际运用过程中仍然存在较大的问题。由于电池级CMC运用中涂布等环节的问题,直接导致了电池的相关问题,比如导致电池循环寿命出现瓶颈,造成微短路,长期存在安全隐患,造成电池充放电性能不高。

图为项目组成员参观美亚瑞生产工厂材料制作 张煜婕 摄

探前沿技术,寻材料国产化破局之道

带着了解到的问题和当前痛点,为了更好的探索前沿技术,项目团队于8月22日至8月23日,先后前往华南理工大学,中山大学,广州市质检院,清华研究院前往调研,向他们寻求攻破技术难题方面的方法,加快推动技术研发。

8月22日上午,项目组成员前往华南理工大学国家重点实验室,与华南理工大学博士后,研究员于海参观交流。华南理工大学凭借其强大的科研实力和丰富的实践经验,在CMC的研发与生产中取得了显著成果。在参观过程中,于博士向参观者详细介绍了CMC的制备流程、性能特点以及应用领域。通过实地观摩和互动交流,项目团队成员对CMC的生产过程有了更加直观和深入的了解。

为进一步了解CMC优良的化学性质,项目组前往中山大学化学学院,在匡代彬教授的带领下,展开调研参观。项目组就在浆料喷涂环节针对电池循环寿命出现瓶颈高粘性稳定性技术与专家展开探讨,由于电池级CMC浆料在喷涂过程中易回缩,极片形成褶皱。我们在洗涤后加入酒精混合物,对表面颗粒处理。项目组也前往清华研究院,在与专家的座谈中,项目组成员更深一步了解到电池级CMC在涂布环节的痛点与当前治理措施,通过座谈,能更深入对项目内容进行了解。

电池级CMC的质检一直是当前公司的关心话题,带着这样一个问题,项目组走进广州市质检院,与质检院院长何国山教授展开交流。在喷涂之后,需要极片干燥,但是这会导致电池长期使用会有安全隐患。在这个过程中,何教授向项目团队成员提出了他的建议,项目组成员深表认同,表示在之后的研究过程中,会更加关注材料生产过程中出现的安全问题。

图为项目组成员与中山大学匡代彬教授交流学习 佘祥瑞 摄

思产教融合,促知识从“书架”走向“货架”

团队成员在调研过程中同时发现,不仅仅需要技术领域取得突破,更要去思考新材料如何更好的进入市场,形成市场规模,而不仅仅停留在实验室层面,带着这个疑惑,项目组在8月24日至8月25日前往力合科创,久量集团,广东省科学院,寻找一把打开市场的“解密之钥”。

8月24日上午,项目组团队前往力合科创,公司负责人带领项目团队成员参观了公司的相关孵化成果。在与负责人的交流中,项目团队了解到公司坚持发挥产学研深度融合优势,致力于以产业应用为导向的批量科技成果转化、硬科技企业投资孵化。但是如今如何从“书架”走向“货架”,仍然是当前存在的问题。

随后,为进一步了解市场规模化的渠道,项目组前往久量集团,学习其如何将将自有技术、市场需求与行业技术发展趋势有效融合,在负责人的带领下,项目团队参观了久量集团的产品中心,观摩到其先进的自主研发的产品与完善的全产业链发展,在与久量集团的负责人交流中,双方一致认为需要逐渐完善上中下游产业链,以自主研发更好满足客户需求,通过与其他厂商的合作,逐步完善生产链。逐渐将目标客户从新能源电池客户扩大到更多应用。

8月25日,项目组成员前往广东省科学院,拜访了党组书记郭俊书记,在与他的交流中,郭书记向我们更宏观的展现出当今政策产学研导向需求,应该更深入通过院校和企业的深度合作,打破传统教学模式,寻找创新之路,为数字人才与现代产业融合提供支持。承担着促进科技成果转化、建设共性技术研发平台、实现校地校企合作、创新人才教育培养、推进政产研深度融合等重大使命。郭书记通过如今几个较好的孵化案例,向我们揭示了需要通过系统性、结构性的改革,以产学研融合创新为牵引,推动国家科技创新体系的完善。

图为项目团队成员参观清华研究院成果展示 佘祥瑞 摄

觅管理之道,拓电池CMC未来新方向

在访谈过程中,项目组成员了解到CMC不仅仅在电池领域有较大的突破,同时在食品,化妆品等领域也有很大的应用前景,项目组成员为进一步了解,在8月26日至8月27日走进金龙汽车,比亚迪,樊珂三家公司,与他们共同探索CMC的未来方向。

8月26日,项目团队走进比亚迪,近距离感受新能源电池龙头企业的先进技术与生产过程,项目团队成员了解到积极响应“碳达峰”“碳中和”生产过程环保安全,封闭式全自动生产线,三废方案废液处理符合国标。同时,在与负责人的交谈过程中,双方一致认为,提升新能源汽车稳定性,解决民生问题。制造端构建绿色能源体系,新质生产力推动高质量发展,牢牢把握科技赋能,是我们需要一直努力的方向

为了进一步了解电池级CMC的市场与发展方向,项目组前往金龙汽车,调研开始,项目组团队成员跟随负责人参观了生产车间,详细的了解了如今新能源汽车的生产路线,在参观过程中,项目团队成员肖世霖提出,项目将继续推进电池级CMC的研发,使电池具有更优异的循环稳定性和更广阔的应用潜力。有利于开发更高能量密度的锂电池,继续稳步拓展市场。公司负责人听完项目团队的发展方向后,提出了相对应的指导意见,并带领项目团队成员近距离去感受实际的生产与操作过程,指引更好的发展道路。

CMC不仅仅在电池级领域有良好的应用,同时在化妆品领域也有良好的应用前景,为此,项目组走进梵柯,跟随公司总经理的步伐,更进一步对CMC应用领域有更好的了解,项目组在总经理的介绍下,了解了相关化妆品的相关特性,项目组成员结合CMC所具有的无毒,有较好粘性的特点,可以进行相关取代应用,调研过程中,双方一直认为,希望能加强深度合作,结合高校力量,共同探索材料新领域方案。

图为项目团队成员在向樊珂负责人介绍现有成果 佘祥瑞 摄

在现代科技的浪潮中,科技的力量正以前所未有的速度改变着世界。此次电池级CMC调研之旅,项目团队成员更加要始终坚定信念、顽强拼搏、挺膺担当,以“勤学”“奉献”“实干”之姿在基层书写不负时代、不负韶华的青春答卷,努力成长为堪当民族复兴重任的时代新人。锂点星河,去共同推动电池级CMC走向中国制造的星辰大海。

供稿:金融学院 鲍宇杰

审稿:金融学院 鲍宇杰