生态环境科技创新赋能新质生产力｜上海绿色低碳技术创新大赛获奖项目②

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@小白创作中心

生态环境科技创新赋能新质生产力｜上海绿色低碳技术创新大赛获奖项目②

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来源

https://sghexport.shobserver.com/html/baijiahao/2024/08/23/1408538.html

为深入贯彻“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念，加快培育新质生产力，上海市生态环境局牵头主办上海绿色低碳技术创新大赛，挖掘更多有潜力、有愿景、有突破的绿色低碳技术项目，体现绿色低碳领域科技创新对美丽上海建设的引领作用。现将获奖案例分批予以发布。

高性能天然球形石墨的生产工艺与信息化控制体系技术

公司介绍

上海墨砾新材料科技有限公司是以锂电池负极所用石墨矿物的精深加工为主营业务的科技公司，与三明经开区合作建设高性能球形石墨旗舰工厂。该合作将清华大学相关院系和上海墨砾团队多年研发积累与三明本地石墨产业链深度融合并实现规模落地，也为沪明合作和非金属矿产业新质生产力发展树立标杆。

技术介绍

目前在天然石墨负极产业中，非金属矿深加工技术总体水平不高，球形石墨的材料设计和生产工艺创新已长期停滞，上游矿物采选与下游新材料制造相链接的中间环节（矿物环节）积累了大量问题，成为拖累产业链发展的短板。

墨砾针对锂电池负极所用石墨矿物的精深加工开发了一套完备的生产工艺与信息化控制体系，用于生产高性能球形石墨，作为天然石墨负极材料的关键前驱体。占负极成本70%以上、成分95%以上的墨砾球形石墨，对负极材料的成本与性能有决定性影响。

在设备方面，经多年研发，上海墨砾全新的生产工艺相比传统生产方式具有显著的效能、成本和环保优势，生产目前主流规格产品可节约30%的原料，生产的高性能产品可使负极循环寿命提升50%以上。

在运营方面，为应对如今行业高度依赖人工导致的品质及管理难题，墨砾在业内首创了数字孪生信息平台及基于人工智能的工艺质量管理系统，疫情期间实现了常州中试工厂的远程管理，未来墨砾三明基地将成为全球范围内的样板工厂。

目前主流的人造石墨是用超高温电炉对石油焦等材料石墨化处理的产物，虽具有一定的性能优势，但能耗是天然石墨负极的两倍，成本相对较高。一般认为人工材料由于原料和加工过程灵活可控，往往更快获得规模应用，也更容易做出高端产品；但长期来看，矿物材料的能耗和成本优势无可动摇，持续研发改善性能和品质之后，有望逐步替代人工材料成为市场主流。依托新能源产业革命和相关平台技术取得突破式发展的机遇，未来墨砾将以球形石墨产品为突破口，先对高能耗的人工石墨负极材料进行系统性替代，再尝试带动整个非金属矿行业的技术和产业变革。

主流产品：表面粗糙，内部孔隙率高

墨砾高端产品：表面光洁，内部密实，球形度好

应用案例

2023年6月，墨砾与三明经开区签约，确定将在五年内建设达产总规划规模十万吨级的旗舰工厂项目。2024年初，设计3000吨规模先导项目作为示范线已投入生产，技术表现超出预期，所制产品已获下游上市公司验收。已确认新规格产品可大幅提升负极材料性能，2025年将达到万吨以上应用规模。目前由三明经开区代建的厂房及配套设施即将动工，项目可在2025年内实现三万吨产能。

3000吨规模先导项目实况与总平面图

退役动力锂电池正极材料高效环保再生技术

公司介绍

上海电气集团股份有限公司中央研究院专注于研究集团产业迫切需要解决的前瞻性技术、共性技术和关键技术。上海电气集团中央研究院固废资源化团队通过与上海大学等高校进行技术合作，研发退役动力锂电池全元素回收技术，包括智能拆解分选、硫热碳化优先提锂等技术，能充分有效地回收退役动力锂电池中的锂、钴、镍、锰等贵金属，可作为原料用于锂电池生产。

技术介绍

精准分选：相比于人工分类误差大的缺点，该技术运用数字信号处理方法，对图像和光谱数据进行特征提取，并构建多分类模型，从而快速、智能、高效的识别和精准分选不同类型锂电池正极材料，准确率高、速度快。
锂回收率高：采用硫热碳化耦合优先提锂全元素回收技术，使锂回收率达90%以上，回收得到的各要素产品性能均能达到电池材料使用要求；退役动力锂电池的再生利用相比较锂钴镍矿山原材料生产制造可减少碳排放约10%~30%。
该技术具有显著的环境效益，能回收退役动力锂电池中重金属（co、ni、mn）等易造成环境污染的物质；锂回收率高，经济效益好；减污降碳，为绿色低碳产业发展注入了新动力，积极推动社会可持续发展。

退役动力锂电池精准分选和优先提锂技术示意图