分获创新发展奖和中国好技术称号,柔创纳科实现ALD包覆与纳米纤维隔膜成果双重突破

 

在金秋十月,柔创纳科创新成果接连收获喜讯。其中,柔创纳科联合柔电科技、江汉大学等单位共同申报的《微纳米颗粒表面精准调控技术与装备的产业化》项目斩获中国生产力促进中心的生产力促进(创新发展)二等奖。《微纳米复合纤维隔膜生产关键技术及其在高功率储能器件中的应用》项目获得了“中国好技术”称号,并成功入选中国好技术项目库(A类)。

 

 

中国生产力促进中心协会(China Association Of Productivity Promotion Centers,英文缩写 CPPC)成立于1995年4月6日,是由宋健、李绪鄂等科技界老领导提议、原国家科委(现科技部)决定、民政部批准注册的全国性一级一类社会团体法人机构。生产力促进奖是2003年经科学技术部和国家科学技术奖励工作办公室批准设立(国科奖社证字第0083号),由中国生产力促进中心协会负责每年度评奖工作。创新发展奖重点奖励在项目、产品和技术方面具有先进性、创新性、实用性的科技成果。“中国好技术”是在科技部支持下,于2014年由中国生产力促进中心协会自主创立的科技成果征集项目活动品牌。 2022年度共征集“中国好技术” 537项,其中49项入选“中国好技术”项目库(A类)并授予“中国好技术”称号。

 

纤维素纸隔膜被广泛用于超级电容器和高倍率电池,但国内无法制备满足此类隔膜要求的微纳米纤维,设备也无法满足低克重、高孔隙、超薄纸隔膜的生产,导致此类隔膜全部依赖日美进口。因此,迫切需要开发一种满足高功率储能器件的新型高性能隔膜材料,以打破技术壁垒,填补国内空白,对增强我国国防装备的自主可控性、促进轨道交通和新能源的快速发展意义重大。《微纳米复合纤维隔膜生产关键技术及其在高功率储能器件中的应用》项目以满足高能量密度、高功率储能器件的重大需求,以实现“打破隔膜制造技术壁垒”与“填补国内高强度、高孔隙率和低内阻新型纳米纤维隔膜空白”出发,针对高功率超级电容器与锂离子电池等储能器件的隔膜材料全部依赖日本进口的挑战,经过近10年的挑战攻关,(1)自主研发了超薄微纳米纤维多层复合隔膜材料,提高了纳米纤维隔膜与电极之间的界面兼容性;(2)攻克了纳米纤维高效制备及隔膜孔隙结构的可控调控技术难题,实现了纳米纤维隔膜的大规模生产以及隔膜性能的显著提升;(3)发明了纳米纤维隔膜层间复合技术,提升隔膜性能的同时获得了在高功率、长寿命的超级电容器中及储能电池的大规模应用。

 

 

原子层沉积(ALD)是一种在气相中使用连续化学反应的薄膜形成技术,被广泛应用于半导体产业。但是该技术一般针对平面物体的薄膜沉积。由于微纳米颗粒材料易团聚,且气态前驱体难以渗透到粉体内部中与每个颗粒表面充分接触,因此对于平面型ALD难以对粉体材料实现均匀且致密的批量包覆。美国最早于2000年初开始该项技术在颗粒表面包覆的工艺与装备研究,其中Forge Nano公司在2013年就实现年包覆千吨级别设备销售,相关技术和装备严禁对中国出口。因此,打破美国技术垄断,实现粉末ALD大批量生产的关键技术及核心装备国产化刻不容缓。《微纳米颗粒表面精准调控技术与装备的产业化》项目,创新性地将半导体行业中的原子层薄膜沉积技术和化工制造中的大规模多相混合技术相结合,在国内首次提出了微纳米颗粒表面极限构筑/极限调控/极限制造(3E)概念,并成功开发了基于原子层沉积技术的粉体包覆装备。极限构筑采用ALD和ALE技术在微纳米颗粒表面实现包括纳米叠层等复杂结构的构建;极限调控包括沉积厚度、元素种类和选择性沉积或者刻蚀;极限制造则是通过原位在线监测手段,大规模制造过程中对于前驱体的极限利用、颗粒包覆的高度均匀性和批次一致性的实现。

 

 

宁波柔创纳米科技有限公司成立于2016年10月,总部位于宁波市杭州湾新区。公司长期专注于高功率、长寿命储能器件用纳米纤维隔膜的国产化,是世界领先的纳米纤维特种膜生产研发企业。公司是国内唯一可实现进口代替的超级电容器隔膜供应商;同时在钠离子电池隔膜、锂离子储能电池隔膜的研发及产业化上深耕多年;也是国内首家生产全/半固态电池用超薄锂离子导体隔膜的企业。同时,公司开发的原子层沉积(ALD)微纳米颗粒包覆技术与装备,实现了我国在该领域的突破,是继美国之后世界第二家实现该技术产业化的国家该成果获得多项省部级科技进步奖,并实现在锂电池材料、金属软磁材料等领域的应用。公司于2017年入选了宁波市3315高端创业团队,2020年《超级电容器用纳米纤维隔膜国产化项目》获得中国“科技创新贡献奖”。

 

宁波柔创纳米科技有限公司成立于2016年10月,总部位于宁波市杭州湾新区。公司长期专注于高功率、长寿命储能器件用纳米纤维隔膜的国产化,是世界领先的纳米纤维特种膜生产研发企业。公司是国内唯一可实现进口代替的超级电容器隔膜供应商;同时在钠离子电池隔膜、锂离子储能电池隔膜的研发及产业化上深耕多年;也是国内首家生产全/半固态电池用超薄锂离子导体隔膜的企业。同时,公司开发的原子层沉积(ALD)微纳米颗粒包覆技术与装备,实现了我国在该领域的突破,是继美国之后世界第二家实现该技术产业化的国家该成果获得多项省部级科技进步奖,并实现在锂电池材料、金属软磁材料等领域的应用。公司于2017年入选了宁波市3315高端创业团队,2020年《超级电容器用纳米纤维隔膜国产化项目》获得中国“科技创新贡献奖”。

 

目前公司在宁波和武汉分别有两个生产研发基地,宁波基地生产面积6000平米,研发中心约600平米,拥有齐全的纳米纤维膜的制备和表征设备。武汉基地生产面积5000平米,研发中心约500平米,拥有完整系统的ALD研发中试平台及完备的固/液态电池、超级电容、混合电容等产品测试产线。

 

目前,宁波基地现有年产400万平米隔膜产线,已满负荷生产。公司于年初即开始在宁波杭州湾投资兴新的年产3000万平米纳米纤维隔膜产线预计2023年12月投产。随着公司产能的提升,柔创纳科在纳米纤维隔膜相关领域的市场占有率将进一步提高。2024年公司还将计划建设3亿平米电池隔膜产线,主要为满足钠离子电池、大型磷酸铁锂储能电池隔膜市场需求,同时兼容部分超容隔膜和电解水制氢膜的需求,投产后公司的纳米纤维隔膜的成本有望下降至锂电池干法隔膜水平,将有力推动公司在储能电池市场的进一步拓展和份额提升。 公司武汉基地也正在开发多规格的ALD/CVD粉体包覆设备,分别为克级/公斤级别的研发型和年包覆100-500吨级量产型,预计2024年将为广大科研院所、企业研究中心提供相关产品,并为下游量产客户提供包覆服务。

 

 

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