科创中国

兰炭也称半焦碳，以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在兰炭生产过程中，小于3 mm的兰炭粉末约占总质量的10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。

将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。

兰炭粉末制备人工石墨的优势：

（1）原始材料基本无成本，通常作为废料处理；

（2）催化剂有效催化兰炭石墨化，人工石墨品质高，催化剂成本低；

（3）人工石墨容量高，循环性能好，可作为高品质动力电池使用。

国内某知名锂离子电池负极生产企业将容量大于350mAh/g 的负极定位在高端产品，在1C下循环500次，其容量保持率为85%。本项目产品在0.1C 电流密度下，比容量可以达到361mAh/g；经过0.5C与0.1C交替300次循环后,其容量保持率接近100%。0.5C电流密度下循环300次，容量为337mAh/g；1C电流密度循环300次，容量为314mAh/g，保持率接近100%。

长循环寿命测试显示，高端商业负极在1C充放电条件下，800次循环后容量保持率低于85%。而兰炭基负极材料在0.5C充放电条件下，900次循环后容量保持率高于95%。

（4）人工石墨利润高；高品质人造石墨可以达到4-6万/吨，甚至可达到 10 万/吨，而初步估计生产兰炭负极成本低于2万元/吨。利润空间巨大。

除此以外，目前我们的工作也延伸到无烟煤等碳基材料，也展示出非常优异的性能。0.05C电流密度下容量可以达到390 mAh/g，而且具有非常好的稳定性。因此，本项目原材料选择面广、成本低、利润大。

本项目将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。

柳永宁，男，西安交通大学材料学院材料物理与化学系教授，博士生导师，中国机械工程学会高级会员，中国机械工程学会失效分析分会常务委员，金属学会低温钢专业委员会委员，西安纳米学会理事，《理化检验》编委，《纳米技术》编委，《工程力学》编委。1988年赴丹麦奥尔堡大学进修，1994年赴英国牛津大学进修。2002年赴德国马普金属研究所进行客座教授研究，2005年享受政府津贴。

研究领域或方向

微纳米材料的相变与力学性能；新一代轴承钢与耐磨钢的研究与开发；储氢材料；碳纳米材料；新一代大容量锂离子电池材料与电池技术；液体燃料电池催化材料与电池技术。

□概念验证   √小试  □中试   □产业化

 为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。