项目名称

煤基负极材料制备全流程技术体系创建及产业化

提名者

长治市人民政府

提名意见

本项目材料真实有效，相关栏目内容符合填写要求。

该项目符合提名要求，同意提名参加2024年度山西省技术发明奖二等奖的评审。

项目简介

本项目属于新能源电池材料领域，旨在解决锂离子电池负极材料供应紧张和制造成本不断提高的问题。以沁新集团自有煤种为基础，项目围绕晶种诱导结合共炭化、提纯耦合催化石墨化、预晶化前驱体结构优化、颗粒粒度和孔结构改善等技术展开深入研究，成功构建了“煤—超低灰精煤（超纯煤）—预晶化前驱体—煤基锂离子电池负极材料”的全流程技术体系，并实现了工业化生产。项目产品性能优异，克容量≥345mAh/g，首次放电效率≥92%，灰分≤0.01%，比表面积≤1.8m2/g，振实密度≥1.2g/cm3。与国内石油焦负极材料市场占有率排名第一的FSN-1相比，项目产品在振实密度、压实密度、循环性能等关键指标上表现相当，但在倍率性能和低温性能方面具有显著优势，具备较大的市场应用潜力和发展空间。项目目前已授权专利14项，其中包括发明专利11项，实用新型专利3项。

本项目的主要创新点包括：（1）通过综合集成优化常规选煤方法，生产低灰精煤、超低灰精煤及超纯煤，形成了独特的梯级分选降灰技术体系；（2）研制了晶种诱导与复合共炭化耦合技术，有效合成高碳前驱体，并提出四阶段热处理核心的低成本高纯碳负极材料前驱体制备方法；（3）开发了煤中矿物质酸溶残留物与外加铁盐的共催化石墨化技术，提升石墨化效果并扩孔增容；（4）创新炭化-石墨化调控技术，进一步降低石墨化温度并减少石墨化产物中的灰分。

本项目产品主要应用单位包括国内知名企业，如福建宁德时代、山东卓耀宏、湖南蒙达新能源材料等。该项目的成功填补了国内焦煤为原料制备锂离子电池负极材料的空白，推动了锂离子电池负极材料的新炭源开发，为降低锂电池生产成本开辟了新方向，并对我国储能领域的健康发展以及山西省煤炭资源的高值化利用具有重要意义。

客观评价

该项目构建了煤基负极材料制备全流程技术体系，开发了独特的煤基锂离子电池负极材料制备产业技术，在国内首次实现了以焦煤为主要原料制备锂离子电池负极材料的产业化。项目总体技术达到国际领先水平。

推广应用情况

山西新创新材料有限公司以沁新集团高碳前驱体为原料，经过粉碎、整形、包覆、炭化、石墨化等工艺，成功制备出锂离子电池用煤基微中空石墨负极材料。产品完全满足《锂离子电池石墨类负极材料》（GB/T *****-2019）相关要求，具有高倍率、长循环、高容量、耐低温等优点，特别适用于对成本敏感且对能量密度有一定要求的场景，如电动汽车、储能电站等，于2023年5月列入《山西省战略性新兴产业支持目录》。

目前，山西新创新材料有限公司已与上海杉杉、深圳贝特瑞、江西紫宸等同行业内知名负极材料企业形成了战略合作，产品已进入福建宁德时代、山东卓耀宏以及湖南蒙达新能源材料等企业的供应商。

截止目前本项目已经布局完成年产2万吨锂离子电池负极材料生产线，同时鄂尔多斯年产8万吨锂离子电池负极材料项目一期工程已经完成建设，预计2025年二期和三期工程将陆续启动。项目组将加强与市场的对接，定期收集客户反馈，以此为依据不断调整研发方向和工艺改进，确保所生产的负极材料能够满足市场需求，并为后续的研发奠定基础。

主要知识产权证明目录

主要完成人情况

完成人合作关系说明

项目完成人孙强、邵建荣、孙占龙、张留峰、唐杰、王志宏均属于山西沁新能源集团，已进行了多年的合作，拥有多项共同申请的专利。

公示期结束后，主要完成单位提供相关公示无异议证明。