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华锋快讯

陕西省技术发明奖公示信息(2021年度)

发布者:admin     发布时间:2021-04-21 12:09:31 【字体:
一、项目基本情况
项目名称
超高比容纳米复合阳极铝箔关键技术及其产业化
主要完成人
徐友龙;王文宝;陈宇峰;秦力;董连军
主要完成单位
西安交通大学、广东华锋新能源科技股份有限公司

二、提名意见(适用于部门、机构提名)
 
提 名 者
陕西省教育厅
提名等级
R一等奖    □二等奖及以上
提名意见:
该项目针对传统化成铝箔的电介质介电常数低,导致化成铝箔比容低等问题,在国家 863 计划、企业重大横向合作项目的资助下,经过 18 年的深入研究与实践,提出了高介纳米复合阳极氧化膜新思想,即采用高介纳米复合阳极氧化的方法显著提升了化成铝箔的比容量,率先在国际上实现了高比容高介纳米复合阳极铝箔的产业化。研制出具有完全自主知识产权的多项重大技术及配套设备,项目产品已在国内外100多家企业应用或获得好评。
该项目已授权国家发明专利 9 项、实用新型专利 7 项,申请发明专利 10 项;发表 SCI 收录论文 11 篇。培养博士生 3 名,硕士生 12名,企业技术骨干10名。发明的超高比容高介纳米复合阳极铝箔新产品已推广应用到国内外50余家企业,取得了显著的经济和社会效益。
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,并按照要求,我单位和项目完成单位都已对该项目的基本情况进行了公示,目前无异议,鉴于该项目创新性研究成果突出,特推荐陕西省技术发明奖一等奖。
 
 
说明:省科学技术奖一、二等奖项目,实行按等级标准提名、独立评审表决的机制。提名应严格依据省科学技术奖的标准条件,说明提名项目的贡献程度及等级建议“仅提名一等奖”评审落选项目不再降格参评二等奖。提名项目正式提交后,提名等级建议本年度不得变更。
 

提名意见(适用于专家提名)
姓    名
 
专家类型
□国家最高科学技术奖获得者    
□中国科学院院士 □中国工程院院士  
国家科学技术奖获奖项目第一完成人(需注明获奖等次) □省最高科学技术奖获奖人(或xxxx年省科学技术最高成就奖、xxxx年基础研究重大贡献奖获奖人)   Xxxx年省科学技术奖第一完成人(需注明获奖等次)
提名等级
□一等奖   □二等奖及以上
责任专家
□是      □否
提名意见:
 
 
 
 
说明:省科学技术奖一、二等奖项目,实行按等级标准提名、独立评审表决的机制。提名应严格依据省科学技术奖的标准条件,说明提名项目的贡献程度及等级建议“仅提名一等奖”评审落选项目不再降格参评二等奖。提名项目正式提交后,提名等级建议本年度不得变更。
 

、项目简介
(限2页)
铝电解电容器作为电路中不可或缺的分立式电子元件,由于其容量大、价格低等优势而被广泛应用于家用电器、通信技术、汽车电子、工业控制、新能源、军用电子和航空航天等领域的电子设备中,是目前国际上用量最大、发展最快的电子元件之一。2017 年我国铝电解电容器的产量约1512亿只,国内市场需求量约为1719 亿只,全球铝电解电容器市场规模达82.1亿美元,其中中国市场规模达249亿元,每年电解电容器贸易逆差约10亿美元。随着大数据、物联网、云计算、5G通讯等电子信息技术的迅猛发展,各类电子设备与系统产品不断向小型化、轻量化、智能化、多功能化方向迈进,作为电路中最基本的分立元件之一的铝电解电容器也必然向小型化、轻量化方向发展,而采用高比容阳极铝箔是实现铝电解电容器小型化、轻量化的最有效措施。
铝电解电容器电容量公式C = ε0εrS·d-1可知,通过传统的腐蚀扩面技术增大S可以提高阳极铝箔的比容,但目前通过腐蚀提高阳极铝箔比容的空间已近极限。另外,腐蚀过程还会导致一定的环境污染,因而该领域的发展受到较大限制;减小介质层厚度d是提高阳极铝箔比容的另一途径,由d=αV可知,当工作电压V确定后,减小形成常数α可减小厚度d,但目前化成技术同样趋于技术极限;本项目提出了采用高介纳米复合阳极氧化膜应用于高比容铝电解电容器阳极铝箔领域的创新思想,将相对介电常数εr高的材料通过纳米复合到氧化铝介质中形成复合阳极氧化膜,大幅度(>50%)提高阳极铝箔比容,在国内外率先实现了高比容高介纳米复合阳极铝箔的产业化,产品技术指标达到国际领先水平。主要技术发明包括:
(1)提出了采用高介纳米复合阳极氧化膜应用于高比容铝电解电容器阳极铝箔领域的创新思想,发明了TiO2-Al2O3纳米复合膜的水系前驱体制备技术,解决了有机溶剂挥发产生的环境污染和起火爆炸的难题,降低了生产成本,减轻了环境污染,提高了生产安全性;发明了如:光波辐照、超声波震荡、微波等高效活化技术,显著降低了纳米复合膜的工艺温度,设计开发出一套工业化连续大生产配制纳米复合膜的水系前驱体的工艺技术及配套设备。
(2)揭示了铝箔表面、表面活性剂和水系前驱体的荷电规律,发明了腐蚀铝箔表面预处理技术,改变了腐蚀铝箔表面荷电特性,解决了水系前驱体在腐蚀铝箔表面均匀沉积的技术难题,提高了纳米复合膜与腐蚀铝箔的黏附力,显著提升了最终的纳米复合阳极氧化膜比容。
(3)掌握了高介纳米复合膜的结晶规律,揭示了纳米复合阳极氧化膜的生长机制,开发了阶梯温度下空气氛转晶工业生产线,解决了纳米复合阳极氧化膜过度氧化的技术难题,设计了全自动化的纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产设备,实现了纳米复合膜阳极铝箔的高质量批量生产,并与现有工业生产工艺无缝对接,新产品比容比传统技术产品高50%以上。
本项目已授权国家发明专利 9 项、实用新型专利7项,申请发明专利 10 项;参与制定《铝电解电容器用电极箔》团体标准一份。培养博士生 12 名,硕士生 16 名。由中国电子学会电子元件分会主任委员、中国工程院院士周济教授为组长的中国电子学会专家组对该项目评价为“该项目技术路线先进、设备自主设计制造、产品比容等性能提高显著,技术指标达到国际领先水平”。
    本项目发明的高介纳米复合阳极氧化膜技术及配套设备已经在广东华锋新能源科技股份有限公司实现批量生产。产品通过了行业龙头企业(世界排名前三)日本Nichicon公司、Rubycon公司、韩国三和公司(世界排名前十)的认证,其中Rubycon评价本发明产品120LW42-21Vf静电容量与当前业界最高水平JCC 120LT24B、KDK U179H相当。在世界排名前十的内地江海股份、艾华集团、香港万裕科技等上市公司大量使用。近三年新增销售17920万元, 新增利润1791.9万元, 新增税收1433.6万元,创汇766万美元,取得了显著的经济和社会效益。
 

四、客观评价
(限2页。围绕创新性、应用效益和经济社会价值进行客观、真实、准确评价。填写的评价意见要有客观依据,主要包括与国内外相关技术的比较,国家相关部门正式做出的技术检测报告、验收意见、鉴定结论,国内外重要科技奖励,国内外同行在重要学术刊物、学术专著和重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见等,可在附件中提供证明材料。非公开资料(如私人信函等)不能作为评价依据。)
1)项目新颖性与创新性评价
1)教育部科技查新工作站评价
教育部科技查新工作站Z08对本项目所做的科技查新报告(报告编号:201836000Z08D093)表明:“从综合分析比较可以看出:在国内外公开发表的中外文文献中,除查新项目组前期研究成果外,与本项目创新点完全相同的未见报道。”
2)科技部高技术中心国家863计划课题组验收评价
2005115日,铝基高介铁电复合氧化膜的制备与电性能研究(2003AA325030)项目通过了由科技部高技术中心组织的国家863计划课题组验收,验收结论为“采用溶胶凝胶(sol-gel)方法在经过腐蚀的高纯铝箔表面形成一层具有高介电常数的铁电薄膜,然后对其进行阳极氧化,在铝箔表面制备出高介Al2O3和铁电薄膜构成的复合氧化膜;利用腐蚀铝箔上复合的铁电薄膜,研制出高比容的复合阳极氧化膜化成箔,并制备出相应的电容器,在160V时比电容量大于2.5μF/cm2。”
2016926日,极细金属导体与超高压电子铝箔材料技术(2013AA030803)项目通过了由科技部高技术中心组织的国家863计划课题组验收,验收结论为“设计了高介氧化膜所需溶胶的微波制备工艺及装置,设计并开发出铝箔腐蚀、均匀涂胶、热处理一体化生产工艺,以及相应的纳米复合阳极氧化膜批量生产工艺技术;所研制的纳米复合阳极氧化铝箔的性能指标如下:实验室制备的400V铝箔,厚度为104-105μm,比电容≧1.28μF/cm2,到达电压≧387V,比容比未加纳米复合阳极氧化膜的铝箔高25%以上;工业化制备的16V铝箔,厚度为107-108μm,比电容≧112μF/cm2,到达电压≧21.2V,比容比未加纳米复合阳极氧化膜的铝箔高39.5%以上;纳米复合阳极氧化铝箔的研制、生产和检测流程完整,具备了年产220万平方米的生产能力,达到了任务书规定的技术就绪水平,并已获得实际应用。”
3)由中国工程院院士、清华大学周济教授主持的中国电子学会鉴定会评价为“该项目技术路线先进、设备自主设计制造、产品比容等性能提高显著,技术指标达到国际领先水平。”
2)项目成熟度与先行性评价
陕西省电子信息产品监督检验院依据T/CECA 22-2017《铝电解电容器用电极箔》、Q/ZHF01-2016《铝电解电容器用铝箔》,对型号规格分别为“实验室样品”、“105LW3421Vf”、“120LW42-21Vf”的16V纳米复合阳极铝箔进行了检验,检验结论为“所检项目符合标准要求”。
(3)项目自主知识产权评价:
    1)本项目共授权发明专利9项、实用新型7项、申请专利10项。
2)本项目发表论文13篇,其中SCI索引 11 篇。
 
 

五、应用情况和效益
1.应用情况(限3页)
2012年至今,经过8年多的客户认证应用,西安交通大学发明-华锋股份应用专利技术生产制造的复合膜阳极铝箔产品已获得了超过100家的广大的用户群体认可,包括:
国内上市公司、行业内世界排名前10的铝电解电容器制造商,江海股份(股票代码002484.SZ),从2013年购买第一卷复合膜阳极铝箔产品以来,现已大批量使用(见附件),主要应用在高频低阻抗高含水系液态铝电解电容器。
国内上市公司、行业内世界排名前10的铝电解电容器制造商,艾华股份(股票代码603989.SH),及其控股子公司绵阳高新区资江电子元件有限公司,已认证并批量使用(见附件)。
国内上市公司风华高科(股票代码000636.SZ)下辖分公司利华电子,已认证并批量使用(见附件)。
香港上市公司、行业内世界排名前10的铝电解电容器制造商,万裕科技(股票代码HK0894),已认证并批量使用(见附件)。
香港上市公司,台系企业凯普松国际(股票代码HK0469),下辖丰宾电子已认证并批量使用(见附件)。
台湾上市公司,台湾金山电子工业(股票代码8042.TWO),下辖中国液态电容工厂(广州金日、广州金立)及泰国固态电容工厂(泰国金山)已认证并批量使用(见附件)。
此外,还有诸如印度INCAP、越南大宇、台湾冠坤等海外企业,华威、东佳、绿宝石等国内知名企业也已批量使用(见附件)。
行业龙头企业(世界排名前三)日本NichiconRubycon对复合膜阳极铝箔产品进行了检测并投入寿命实验验证(见附件),其中Rubycon评价华锋120LW42-21Vf产品静电容量与当前业界最高水平JCC 120LT24BKDK U179H相当,是对本项目应用成果产品的很好肯定。行业内世界排名前10的铝电解电容器制造商,韩国三和也进行了寿命实验,结果与对比进口阳极箔产品相当。
 
 
 
2.经济效益社会效益(限3页)   
经济效益:
华锋股份应用专利技术生产制造的复合膜阳极铝箔产品:
2013年新增销售1028.7万元,利润:1028.7×13%=133.7万元,税收:1028.7×8%=82.2万元;
2014年新增销售2522.9万元,利润:2522.9×13%=327.9万元,税收:2522.9×8%=201.8万元;
2015年新增销售4717.8万元,利润:4717.8×10%=471.7万元,税收:4717.8×8%=377.4万元;
2016年新增销售5390.5万元,利润:5390.5×10%=539.0万元,税收:5390.5×8%=431.2万元;
2017年新增销售6095.3万元,利润:6095.3×10%=609.5万元,税收:6095.3×8%=487.6万元。
2018年新增销售6055.7万元,利润:6055.7×10%=605.5万元,税收:6055.7×8%=484.5万元。
2019年新增销售5769万元,利润:5769×10%=576.9万元,税收:5769×8%=461.5万元。
总计:近七年新增销售31579.9万元, 新增利润3255.2万元, 新增税收2526.2万元,创汇1270万美元。
 
社会效益:
(1)该项目实现了高介纳米复合阳极氧化膜技术的原始创新和集成创新,在国内外率先研制出具有完全自主知识产权的多项重大技术及配套设备,产品比容达到国际领先水平。
(2)本项目已授权国家发明专利 9 项、实用新型 7 项,申请发明专利10项;发表 SCI 收录论文 11 篇,参与制定《铝电解电容器用电极箔》团体标准一份。
(3)培养博士生 3 名,硕士生 12 名,企业技术骨干10名,目前他们已在化成铝箔制造企业和高校、研究所等单位从事化成铝箔技术研究。
 

主要知识产权证明目录(限10条)
序号
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
(地区)
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
1
授权发明专利
一种铝电解电容器阳极箔的制备工艺
中国
ZL03114518.3
2006-8-30
281273
西安交通大学
徐友龙
2
授权发明专利
一种低压硬质高比容铝电极箔的腐蚀工艺方法
中国
ZL201510015595.2
2017-8-18
2590097
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司;肇庆市高要区华锋电子铝箔有限公司
陈乾钧;何海峰;梁锦华;钟思敏;张泽权;谭惠忠
3
授权发明专利
一种化成箔生产线节约纯水的方法
中国
ZL201310748091.2
2015-12-30
1884484
广西苍梧华锋电子铝箔有限公司
欧永聪;王文宝;陈志然;陈东荣;宋德贵
4
授权发明专利
适用于高频低阻抗电解电容器水系电解液的低压化成铝箔的制造方法
中国
ZL201310218066.3
2015-9-30
1805056
广西苍梧华锋电子铝箔有限公司
王文宝;陈宇峰;谭惠忠;欧永聪
5
授权实用新型专利
一种电子铝箔化成工艺去极化液的磷酸回收装置
中国
ZL201320271605.5
2013-10-30
3235871
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
谭帼英;谭惠忠;陈宇峰;成顽强
6
授权实用新型专利
一种提高电子铝箔机械强度的应力转化装置
中国
ZL201320271610.6
2013-10-30
3235562
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
陈宇峰;谭帼英;王文宝;秦力
7
授权实用新型专利
一种低压铝箔腐蚀用石墨电极体装置
中国
ZL201320271608.9
2014-1-8
3358995
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
谭惠忠;谭帼英;王文宝;成顽强
8
授权实用新型专利
一种应用于腐蚀铝箔制造业的新型酸雾吸收塔喷淋装置
中国
ZL201320271607.4
2014-2-19
3418710
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
梁结华;陈宇峰;张洪;程永刚
9
授权实用新型专利
电容器阳极铝箔的电化学腐蚀装置
中国
ZL201320887355.8
2014-6-18
3635715
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
张洪;谭惠忠;梁结华;程永刚
10
授权实用新型专利
一种化成铝箔生产线的磷酸回收系统
中国
ZL201520296399.2
2015-9-23
4642256
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司
欧永聪;王文宝;陈建正;陈东荣

七、主要完成人情况表
 
姓    名
徐友龙
排    名
1
行政职务
院长
技术职称
教授
工作单位
西安交通大学
完成单位
西安交通大学
对本项目主要学术贡献:
1.项目的组织者和关键技术思想和相关理论的提出者,对发明点 123 有贡献,具体表现在:(1)提出了高介纳米复合阳极氧化膜新思想,发明了纳米复合膜的水系前驱体和高效活化技术,降低了生产成本并减轻环境污染;(2)发明了腐蚀箔表面预处理技术,促进薄膜的均匀沉积,提高了复合膜与基底的黏附力,进一步提升阳极铝箔比容;(3)发明了阶梯温度下空气氛转晶技术,实现纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产,并可以无缝对接现有工业生产工艺;(4)主持研发了全套的高介纳米复合阳极铝箔生产设备。 2.已授权 5 项国家发明专利第一发明人;发表代表性论文 12 篇。 3投入的工作量约占本人工作总量的 70%。 
 
 
姓    名
王文宝
排    名
2
行政职务
总工程师
技术职称
高级工程师
工作单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
完成单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
对本项目主要学术贡献:1.项目中试的组织者,对发明点 23 有贡献,具体表现在:(1)主持设计了前驱体槽液活化技术的工业化设备;(2对本项目产业化中试生产线的设计提出建设性意见,参与了后续工业化调试;(3)参与制定了《铝电解电容器用电极箔》团体标准一份。 2.已授权 3 项国家发明专利;发表代表性论文 1 篇。 3.投入的工作量约占本人工作总量的 60%。
 
 
 
 
 
姓    名
陈宇峰
排    名
3
行政职务
技术中心主任
技术职称
工程师
工作单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
完成单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
对本项目主要学术贡献:
1.项目生产的组织者,对发明点 23 有贡献,具体表现在:(1参与设计了前驱体槽液活化技术的工业化设备;(2)参与发明了阶梯温度下空气氛转晶技术,实现纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产,并可以无缝对接现有工业生产工艺;(3主持了后续工业化生产,保证了产品的稳定性。 2.已授权 2 项国家发明专利;发表代表性论文 1 篇。 3.投入的工作量约占本人工作总量的 60%。
 
 
 
姓    名
秦力
排    名
4
行政职务
技术中心主任助理
技术职称
工程师
工作单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
完成单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
对本项目主要学术贡献:
 1.项目中试和生产的执行者,对发明点 23 有贡献,具体表现在:(1参与设计了前驱体槽液活化技术的工业化设备;(2)参与发明了阶梯温度下空气氛转晶技术,实现纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产,并可以无缝对接现有工业生产工艺;(3执行了后续工业化调试。 2.已授权1项国家发明专利;发表代表性论文 1 篇。 3.投入的工作量约占本人工作总量的 70%。
 
 
 
姓    名
董连军
排    名
5
行政职务
高级化学工程师
技术职称
工程师
工作单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
完成单位
广东华锋新能源科技股份有限公司
对本项目主要学术贡献:
 1.对发明点 2 有贡献,具体表现在:(1参与设计了前驱体槽液活化技术的工业化设备;(2)参与发明了阶梯温度下空气氛转晶技术;(3)参与执行了后续工业化调试。 2.已授权1项国家发明专利;发表代表性论文 1 篇。 3.投入的工作量约占本人工作总量的 50%。
 
 

主要完成单位情况表
 
单位名称
西安交通大学
对本项目主要学术贡献: 
西安交通大学作为第一完成单位,持续开展方法、技术攻关及设备流程研发,并指导了项目成果的推广应用,为本项目做出了以下贡献:(1)有效组织了项目的实施,提出了项目的关键技术思想和相关理论;(2)提出了高介纳米复合阳极氧化膜新思想,发明了纳米复合膜的水系前驱体和高效活化技术,降低了生产成本并减轻环境污染;(3)发明了腐蚀箔表面预处理技术,促进薄膜的均匀沉积,提高了复合膜与基底的黏附力,进一步提升阳极铝箔比容;(4)发明了阶梯温度下空气氛转晶技术,实现纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产,并可以无缝对接现有工业生产工艺,主持研发了全套的高介纳米复合阳极铝箔生产设备;西安交通大学对本项目研究做出了主要贡献。
 
 
单位名称
广东华锋新能源科技股份有限公司
对本项目主要学术贡献: 
肇庆华锋电子铝箔股份有限公司作为第二完成单位,持续开展技术攻关及设备研发,为本项目做出了以下贡献:(1)有效配合了项目的实施,研制出配套的生产设备和工艺;(2)完成了项目的中试研究;(3)实现了纳米复合膜阳极铝箔的工业化生产,向国内外用户成功推广了项目的产品;肇庆华锋电子铝箔股份有限公司对本项目研究做出了重要贡献。
 
 
 
 

完成人合作关系说明
 
1)西安交通大学徐友龙/12001年开始指导研究生团队开展超高比容纳米复合阳极铝箔关键技术研究。
22010年徐友龙/1代表西安交通大学与肇庆华锋电子铝箔股份有限公司签订“低压高介复合氧化膜化成技术开发协议书”。徐友龙/1负责和指导。
3)王文宝/2、陈宇峰/3、秦力4、董连军/5是广东华锋新能源科技股份有限公司的技术人员,从事该项目产品批量生产的工艺和设备开发。
4)徐友龙/1负责和指导广东华锋新能源科技股份有限公司王文宝/2、陈宇峰/3、秦力4、董连军/5等技术人员,共同完成该项目产品批量生产的工艺和设备开发。
 
 
 

完成人合作关系情况汇总表
序号
合作方式
合作者/项目排名
合作起始时间
合作完成时间
合作成果
证明材料
1
产业合作
徐友龙/1、王文宝/2、陈宇峰/3、秦力4、董连军/5
201010
202012
低压高介复合氧化膜化成技术
 
2
共同知识产权
王文宝/2、陈宇峰/3、秦力4、董连军/5
2013
2020
高介复合氧化膜化相关专利
 
3
 
 
 
 
 
 
4
 
 
 
 
 
 
5
 
 
 
 
 
 
不限条目
 
 
 
 
 
 
 
 

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