一塊小小的電池正極材料，從科研人員的燒杯試管，到新能源汽車的儲能心臟，中間橫亙著一條名為“中試”的鴻溝。如何跨越？如何讓“書架”上的技術真正走上“貨架”？位於兩江協同創新區、由北京理工大學重慶創新中心建設運營的新一代電池儲能材料中試平台給出了答案。

新一代電池儲能材料中試平台。受訪單位供圖

攻克開裂難題，讓正極材料“延年益壽”

在中試平台的實驗室裡，科研人員正在對一批高鎳三元材料進行新一輪循環測試。這類廣泛應用於高端新能源汽車電池的正極材料，面臨一個行業共性痛點：二次顆粒在充放電過程中容易開裂、晶體結構衰退，最終導致電池壽命縮短。

“我們通過材料內部應力緩沖技術和表面自重構CEI技術，相當於給材料顆粒穿上一層‘緩沖衣’。”綠色二次電池與新能源材料中心相關負責人打了個比方。這項包含原位改性NCM三元正極材料等一系列專利的技術，成功攻克高比容量層狀正極材料無法兼顧結構穩定性的行業難題，不僅提升了材料的放電容量和循環性能，還讓生產成本降低約25%。該項“長壽命、高安全性高鎳正極材料創新技術”由中國有色金屬工業協會鑒定為“國際領先”，獲2022年中國有色金屬工業協會技術發明獎二等獎。

技術突破很快從實驗室走向生產線。團隊與宜賓鋰寶新材料有限公司簽署合作協議，將高鎳三元材料制備技術應用於企業量產。數據顯示，技術應用期間新增產值近30億元，新增利稅超1.4億元。如今，宜賓鋰寶已成長為專精特新“小巨人”企業，其三元正極材料出貨量躋身行業前列。

而這只是平台技術轉化的一個縮影。據統計，該中心與宜賓鋰寶、中國五礦等龍頭企業建立戰略合作，近三年累計技術服務經費超過5000萬元。

一條中試線，讓富鋰材料走出“深閨”

在平台的百公斤級中試線上，一批無鈷富鋰材料正在經歷工藝熟化的最后階段。這種被視為下一代三元正極材料升級產品的富鋰錳基材料，可使半固態/固態電池擁有高達400-500Wh/kg的能量密度，按照同樣單位重量的電池，續航裡程可以從500公裡躍升至1000公裡以上。

科研人員正在進行合成配料工作。受訪單位供圖

“高比容量、低成本的富鋰材料前景廣闊，但從實驗室到量產，中試環節是關鍵。”負責人介紹，平台依托這條自動化中試線，已成功開發出4類不同特性的富鋰正極材料，形成了完整的自主知識產權體系。

2021年12月，平台孵化的產業化公司——重慶理英新能源科技有限公司正式成立，並獲得650萬元天使輪投資。相關富鋰材料技術榮獲明月湖國際創新創業大賽“創新獎”並入選重慶新材料首用計劃。

“我們計劃啟動A輪融資1.5億元，建成2000噸規模的產線。”團隊透露，2000噸在行業內被視為新技術產品正式定型生產的裡程碑，達產后預計可實現年產值3億元。

從材料到電芯，一站式服務為企業“試錯”

對於許多新材料企業而言，研發最怕的不是技術本身不行，而是投入大量資源后發現“水土不服”。綠色二次電池與新能源材料中心提供的，正是一套幫助企業降低試錯成本的系統化服務。

以重慶某企業研發的新型鋰離子電池專用粘結劑為例，企業對新材料的應用效果心裡沒底。中試平台啟動了一套完整的驗証流程：從漿料制備的穩定性測試，到極片涂布、輥壓的物理性能分析﹔從組裝Ah級軟包電芯進行全項目電化學測試，到循環后拆解電芯開展失效分析——一套組合拳下來，企業不僅明確了新材料在特定體系中的性能表現，還獲得了工藝優化的精准方案。

“我們相當於幫客戶把可能踩的坑先踩一遍。”負責人笑言。這種標准化、全流程的測試驗証方法，為客戶縮短了研發周期，也為電池材料行業的科學評價提供了可復制的范例。

目前，該平台已建成1萬平方米中試場地，擁有場發射掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀等高端精密儀器設備300余台套，累計開展中試服務超過130項，年均中試收入超1000萬元。

用於元素分析的X射線能譜儀。受訪單位供圖

兩個中心協同，構建全鏈條創新生態

與綠色二次電池與新能源材料中心比鄰而居的，是平台下設的另一個重要板塊——先進儲能技術中心。其擁有與中國電科院、國網重慶電科院共建的國家電網電池儲能技術實驗室共享（重慶）實驗室，是西南地區唯一的國網儲能電池認証服務中心。

“材料研發和系統檢測是儲能產業發展的兩條腿。”據介紹，先進儲能技術中心聚焦電池單體及系統故障診斷和健康狀態評估關鍵技術，2023年正式運營以來，累計檢測經費已超2500萬元，服務電池相關企業20余家，承擔著國網西南片區儲能電池檢測評價任務。

從正極材料的關鍵技術攻關，到電芯級別的性能驗証﹔從幫助初創企業跨越“死亡之谷”，到為龍頭企業提供檢測認証——新一代電池儲能材料中試平台正在構建一個覆蓋研發、中試、檢測、孵化的全鏈條創新生態。

就在去年10月，該平台的董錦洋博士后團隊憑借《綠芯動力——寬溫域動力電池關鍵技術》項目在第三屆全國博士后創新創業大賽中斬獲銀獎。這項技術通過突破超快焦耳加熱動態摻雜等核心技術，讓電池在“耐低溫、抗高溫、長續航”方面表現亮眼。

從服務一家企業到全方位賦能一個產業發展﹔從填補重慶高端鋰電正極材料空白到輻射川渝儲能產業集群，明月湖畔的這個中試平台，正以“全鏈條一站式”的專業創新服務，為重慶打造新型儲能產業高地注入源源不斷的動能。（孫建和）