近日，由中国石油和化学工业联合会主办的“全国石油和化工科技创新大会”在人民大会堂隆重举行，大会表彰了2019年度中国石油和化工行业科技创新的获奖单位和个人。32项科技成果获得技术发明奖，其中特等奖1项，一等奖8项，二等奖9项，三等奖14项。213项科技成果获得科技进步奖，其中特等奖2项，一等奖35项，二等奖57项，三等奖119项。本刊编辑部特邀请获奖成果的完成人就其所在领域的发展现状以及成果获得的突破进行解读，以飨读者。

由南京工业大学化工学院管国锋教授主持、南京工业大学与苏州华一新能源科技有限公司共同完成的“高端锂电池电解液用超高纯度碳酸亚乙烯酯制备技术研究与应用”荣获中国石油和化学工业联合会技术发明二等奖。随着锂电池在电动汽车、储能等领域的应用快速增长，我国锂电池产量逐年增长，并保持25%以上的增速，位居全球第一。然而，我国在锂电池关键化学品——高端电解液添加剂领域仍存在短板。该项技术实现了行业共性难题的突破。

聚焦产业技术前沿，实现协同发展
   
　　  随着全球气候恶化及化石能源的逐渐短缺，新能源成为关注的焦点。锂离子电池由于具有自放电率低、循环性能好、无记忆效应、无污染等优良特性成为新能源研究热点之一。
  　　在锂离子电池性能和稳定性方面，电解液居于中心位置，它对电池的比容量、工作温度范围、循环效率及安全性能等至关重要。在电池首次充电过程中，电解液在碳负极表面发生还原、分解反应，并生成一层覆盖于电极表面的固体电解质界面(SEI)膜，SEI膜的性质在很大程度上决定电池的电化学性能。如果在锂离子电池有机电解液中加入少量成膜添加剂，该成膜添加剂能够优先在碳负极上还原分解形成性能优良的SEI膜，有效抑制溶剂分子在电极表面的持续分解，从而改善碳负极的性能。
  　　碳酸亚乙烯酯是电解液中必须加入的成膜添加剂，其能够优先于溶剂分子在负极表面形成致密的SEI膜。随着碳酸亚乙烯酯纯度的增加，形成的SEI膜致密性增加，使溶剂消耗量降低，从而增加锂离子电池的能量密度和使用寿命。
  　　针对高端锂电池电解液对碳酸亚乙烯酯纯度的需求，南京工业大学与苏州华一新能源科技有限公司积极聚焦产业技术前沿，共同将超高纯度碳酸亚乙烯酯作为研究对象，力争在新能源领域实现创新与产业的协同发展。

实现高端电解液领域的弯道超车
   
    目前碳酸亚乙烯酯生产主要采用的是氯代碳酸乙烯酯脱氯反应和多步精馏分离组合工艺，存在的主要问题有：
    1.脱氯反应过程中碳酸亚乙烯酯收率只有59%，产品收率低。
    2.采用普通精馏工艺进行碳酸亚乙烯酯的提纯，产品纯度仅能达到99.9%，微量杂质的存在会降低SEI膜的致密性，影响电池能量储存密度和充放电效率。
    3.超高纯度碳酸亚乙烯酯贮存时与空气接触，易发生自聚反应，仅能稳定贮存1个月。
　  　南京工业大学与苏州华一新能源科技有限公司深入进行了脱氯反应工艺和分离工艺的优化等方面的研究，实现了超高纯度碳酸亚乙烯酯的产业化制备。主要创新包括：
    1.发明了绿色消除脱氯工艺，实现了碳酸亚乙烯酯收率的提升，比现有工艺技术提高了60%；       
    2.开发了多过程能/质耦合的集成分离强化工艺，将碳酸亚乙烯酯的纯度由99.9%提高到99.99%；
    3.发明了高纯度碳酸亚乙烯酯长周期稳定贮存的关键工艺和装备，采用0.03M～0.08MPa的高纯氩气保护，稳定贮存周期提高了6倍，达到180天。
  　　项目共获授权专利10项，其中授权发明专利9项。经江苏省经济和信息化委员会组织的鉴定，该项目整体技术水平达到了国际先进水平，填补了国内空白。

积极推进成果落地
   
  　　研究成果已在苏州华一新能源科技有限公司成功应用，建成了1000吨的超高纯度碳酸亚乙烯酯工业化装置，碳酸亚乙烯酯产品纯度≥99.99%，能耗降低35%，增加经济效益3000万元/年，形成了具有自主知识产权的生产工艺和装置，解决了高端电解液添加剂生产的卡脖子问题。
  　　产品客户包括韩国LG化学有限公司、日本三菱化学公司、惠州比亚迪实业有限公司、张家港市国泰华荣化工新材料有限公司等国内外知名公司。据测算，使用项目产品后，可提升锂电池储能密度9%～12%，提升充放电效率7%～10%，实现对进口产品的有效替代，降低国外产品在高端锂离子电池领域的占有率。
  　　该项目的实施促进了新能源产业的技术升级，推动了我国锂离子电池电解液领域技术水平的进步，社会效益和经济效益显著。