“在科技成果向产业化转移的‘死亡谷’上架起一座铁索桥。”走进松山湖材料实验室,这句话便跃入视野。
这个位于大湾区综合性国家科学中心先行启动区东莞松山湖科学城的广东省实验室,近日迎来揭牌成立五周年,新园区正式投入使用。
五年来,实验室队伍从3人到千人,四大核心板块初具规模,成功布局十大科学研究方向,探索实践出一套科研成果产业转化体制机制。
2021年1月,松山湖材料实验室发起成立能源材料与器件创新工场(下称“创新工场”),在实验室能源材料领域相关团队和公共技术平台的支持下,为新能源行业提供技术服务。两年多来,创新工场已汇聚了广汽埃安新能源汽车股份有限公司、欣旺达电子股份有限公司等近20家理事单位,部分企业还来到松山湖设立研发中心,新带动了200多名工程师入驻松山湖。
正极材料主要决定了电池的成本及单位体积内的包含的能量,目前,团队以高电压镍锰酸锂正极材料和行业通用技术结合,石墨负极材料、电解液和隔膜基本不变,推出了第三代高电压镍锰酸锂电池。相比目前占主流的二代普及型磷酸铁锂电池,第三代高电压镍锰酸锂电池单位体积内的包含的能量提升约50%,达到600瓦时/升,而每千瓦时电池的成本反而能降低30%。此外,团队还研发出了新一代的合金负极材料,与传统石墨负极材料相比,具有高5倍以上的比容量、快充性能优等特点。结合高单位体积内的包含的能量镍酸锂基正极材料,团队正在研制比能量为1000瓦时/升的动力电池,在二代高端型三元动力电池的基础上提升了50%的单位体积内的包含的能量,单位瓦时成本预期也将明显降低,“三元电池将来也有升级版。”
第三代锂电池材料在价格、性能上的优势,将为新能源汽车产业带来质变。对此,黄学杰充满信心:“早在5年前我们就做出判断,到2025年前后,电动汽车将在性能和经济性等方面全面超越燃油车。”让科技成果转化“无缝衔接”
广阔而优良的产业基础,为科研成果的产业化提供了土壤。但同时,行业惯性、创新成本、技术的不确定性,也束缚着一些企业的手脚,让它们“不敢”“不愿”创新。
二代升级、三代研发“两条腿”走路,黄学杰将产业化的过程形容为,“不能只盯着做高级蛋糕,馒头也要能加上糖心升级。”在他看来,实验室搭建了一段“铁索桥”,做了中试工作,把科研成果往产业化推了一大步,但中试技术离大规模生产仍存在距离。“以往给企业送去好材料,常常是几个月都没有下文。受困于试验中的技术、工艺适应等问题,产品研制人员一旦遇到困难就难以继续研究测试工作。”
“我们邀请企业同实验室合作,在松山湖建设研究机构,派驻大批工程师。依托材料实验室的科研设备,各企业可先在中试生产线上做研发,同时建设试验生产线出产品。我们的研究人员和工程师一同处理问题,共同做好成品电池。成品通过客户验证后,工程师再把技术、人才和客户带回企业,这样进行大规模生产的阻力也就小了。”黄学杰说,“这是真正的‘无缝衔接’。”形成开放生态走向全球市场
作为国内锂电行业辊压机有突出贡献的公司负责人,去年12月,付博昂受邀参观创新工场,覆盖全、数量多的扎堆项目让他印象非常深刻,“这里注重研发、凝聚力强,行业先导性特点显著”。
今年,他们还将增派工程师中的精兵强将驻点,基于锂电前段产线的设备做工艺升级探索,“希望在研发迭代模式下,两年内转化更好的项目并投入市场,对此我们满怀信心。”付博昂说。锂离子电池材料团队“走出去”“请进来”,包括诺尔精密在内,已有8家企业将其产品研究院落地松山湖,已派驻了200多名工程师,围绕第三代电池进行各自定制化的成果转化和中试工作。
这些天,黄学杰忙着准备5月份的第十五届中国深圳国际电池技术交流会/展览会。在这场代表全球电池产业风向标、汇集2400多家全球电池界展商的盛会上,他将向企业家、行业科学家介绍第三代锂离子电池研发技术、应用的最新进展。同时,团队还在推动一个国际合作项目,为汽车主机厂提供技术,就近配套本地化供应需求。