负责构建完成涵盖储能、动力、数码、电动工具四大类人造石墨负极材料产品库,四类产品形成批量销售,乌海基地量产当年即实现满产满销;领衔开发的改性沥青基硬炭通过业界高端用户认证,正式在钠离子电池硬炭负极材料领域形成布局。宝武碳业首席工程师雷成持续拓展宝武碳基新材料版图,“以碳减碳”助力“双碳”目标实现。
■记者李忠宝
从无到有、由弱到强,近年来,雷成充分发挥公司产业链和专业优势,负责锂离子电池人造石墨负极材料、钠离子电池硬炭负极材料、人造石墨原料焦等碳基新材料的研究和开发,按照“废料”到原料再到新材料的发展路径,在新品工艺设计、产品研发等方面勇于创新。
从无到有做大做强产品矩阵
石墨负极材料是锂离子电池的关键材料,对锂离子电池起关键作用。随着全球新能源行业的快速发展,新能源汽车、储能设备及消费类电子产品等出现了前所未有的强劲需求,石墨负极材料需求也随之显著增长。2019年3月,宝武碳业启动锂离子电池负极材料项目建设工作,构建从煤焦油到人造石墨负极材料全产业链经营模式;8月,宝武碳业旗下重要的石墨负极材料基地--乌海宝杰新能源公司成立。
同年,雷成加入到负极材料项目中,作为工艺负责人承担起宝武碳业人造石墨负极材料产业从无到有的重任。“针状焦产品是负极材料的原料。我研究生时学的是炭材料相关专业,来到宝武碳业的第一个岗位是在针状焦产线。”雷成笑着说道,这也算是“一脉相承”。从设计、施工、产线调试到产品生产、销售,雷成全程参与乌海项目,带领团队确立人造石墨负极材料的全工序工艺路径、关键设备技术参数,建立涵盖负极材料的原料评估、中间品/产品检测、中试开发功能的技术中心,编制两本近10万字的培训教材。2021年11月乌海宝杰新能源公司正式投产,当年就创造了可观的经济效益。
“宝武碳业产业链比较完整,从事负极材料行业有明显的优势,特别是适用于生产储能类负极材料的沥青焦,性能稳定、工艺齐全,国内少有。”雷成根据宝武碳业的产业链特点,将产品聚焦在长寿命储能、高倍率动力和特种电源等领域的负极材料上,兼顾部分数码负极材料市场。目前,宝武碳业已经建立完成涵盖储能、动力、数码、电动工具四大类人造石墨负极材料产品库,产品种类达20余个。
同时,雷成与团队成员一起开发的人造石墨负极材料产品采用自产的沥青焦和针状焦作为原料,通过自有的工艺制程合成锂离子用人造石墨负极材料,完成了宝武碳业从煤焦油、煤沥青、沥青焦/针状焦到高端碳基材料的产业布局。目前宝武碳业石墨负极材料的用户涵盖国内新能源行业的高端客户,极大地提升了在人造石墨负极材料领域的知名度。
推陈出新打造未来增长点
锂作为稀有金属,储量有限且分布资源不均匀。与锂离子电池相比,钠离子电池不仅具有资源优势,而且成本更低、充放电性能更好。随着钠离子电池产业化进程持续推进,众多钠电企业将投产,对钠离子电池专用负极材料的需求也将迅速增加。
沥青基硬炭负极材料由于制造成本低、原料稳定、来源广泛等优点,是钠离子电池最具有前景的负极材料。沥青基硬炭负极材料的主要原材料为煤沥青。宝武碳业是目前国内最大的煤焦油深加工企业,同时也是首家具备包覆剂沥青、净化沥青生产能力的企业。雷成结合宝武碳业产业链优势和新能源市场的技术发展趋势,适时开发出高容量高首效的沥青基硬炭负极材料,成功应用于国内两家专注于钠离子电池开发与制造的高新技术企业的钠离子电池。产品首次效率超过80%,技术水平国内领先,达到国外同类产品的水平。
钠离子硬炭负极材料的研制应用,进一步拓展了宝武碳业碳基新材料的版图,不仅在钠离子电池领域形成产品布局,同时拓展了特种沥青的用途,延伸了焦油加工产业链,这也将成为宝武碳业未来的一个重要增长点。
“传统的煤化工产业和新材料产业之间有很多工艺交叉点,这些交叉点既是降本增效点,更蕴含着创新点。”雷成总是说,得益于宝武碳业齐全的产业链和广阔的事业发展平台,让他有了更大更好的发挥空间。目前,雷成带领团队围绕这些交叉点展开深入研究,正努力通过部分原料替代和技术革新,去除高能耗的“活套”工序,为产业链绿色低碳发展作贡献。
摄影:张勇