我国锂电池技术进一步实现自主可控
近日,中国建材集团旗下中材科技股份有限公司所属苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司(简称“苏非有限”)在锂电池负极材料关键装备领域实现4项新突破——成功研制造粒预碳化一体式、高温碳化、多孔碳低温碳化、CVD包覆等回转窑,标志着我国锂电池核心装备进一步实现自主可控。
在全球能源结构加速转型的背景下,锂电池行业已成为支撑新能源产业高质量发展的核心力量。作为非金属矿深加工技术探讨研究和工程设计机构的领军者,近年来,苏非有限不断推进新能源材料装备领域的自主化与高端化研发,深化硅基负极材料、石墨负极材料、固态电池等前沿领域的布局,持续推动锂电池行业技术革新。
业界认为,苏非有限此次取得的4项技术突破,在助力我国锂电池核心装备进一步实现自主可控的同时,也显著推进了我国锂电池负极材料中碳基材料的降本和硅基材料的产业化进程,引领了锂电池技术的转型升级。
锂电池是推动能源转型的核心技术,能够推动可再次生产的能源存储利用,降低对传统油气资源的依赖,化解能源领域的“卡脖子”难题。锂电池产业贯穿矿产、材料、电芯、终端应用、回收再利用全链条,战略意义深远。
正极材料、负极材料、电解液、隔膜及包装材料等为锂电池上游产业。其中,负极材料是锂电池的关键材料之一,负极材料最重要的包含碳基材料和非碳基材料,其中碳基材料包括石墨材料等,非碳基材料包括钛基、硅基、锡基材料,以及氮化物、金属锂等。
在全球能源转型浪潮推动下,提升锂电池单位体积内的包含的能量,已成为产业高质量发展的关键命题。作为石墨负极的颠覆性替代方案,硅基负极材料因其理论比容量远超传统石墨材料,被视为下一代高能量密度锂电池的关键材材料。
依托多年技术积累,苏非院研制出国内首台“化学气相沉 积包覆硅基负极材料”的工业级连续回转窑,生产规模达到1500吨/年,该技术打破了长年来国外对硅基负极材料CVD窑炉的垄断,突破了我国CVD法工业化“卡脖子”难题,标志着我国在下一代锂电池负极材料工业化生产上取得重大进展。
据苏非有限介绍,通过该设备提取制备的硅基负极(理论容量高达4200mAh/g),比目前传统新能源传统石墨负极(理论最大值372mAh/g)提升近10倍,可大幅度的提高新能源汽车对续航能力和快充的要求。
近年来,化学气相沉积(CVD)法制备的硅碳负极材料凭借优异的性能、成本优势和稳定能力,成为当前研发与产业化的重点方向。
苏非有限抓住硅碳负极材料的产业化机遇,在自主创新上再进一步。近期,公司宣布在4项技术上取得新突破,即攻关研发出石墨造粒预碳化一体式回转窑生产线、高温碳化回转窑生产线、多孔碳低温碳化炉生产线、CVD包覆回转窑生产线。
苏非有限表示,这4项新的技术突破,标志着我国在锂电池核心装备领域进一步实现自主可控。
联合资信在近期发布的一份评估报告中表示,2022年至2024年,锂电池行业经历了从产能不足到产能过剩的转变。受产能供需失衡及下游车企降本压力双重影响,电池行业竞争加剧,行业存在产能出清预期,中国电池企业采取了积极出海、拓展储能业务等应对措施。2025年,锂电行业处于产能出清与转型调整期。
对于苏非有限此次取得的4项技术突破,业界认为,在基础研发技术端,新的创新成果在助力我国锂电池核心装备进一步实现自主可控的同时,也显著推进了我国锂电池负极材料中碳基材料的降本和硅基材料的产业化进程,引领了锂电池技术的转型升级。
例如,4项新技术中,石墨造粒预碳化一体式回转窑生产线,通过低、中、高温段独立控制能轻松实现造粒和预碳化两种功能,大幅简化生产的基本工艺设备、提高生产效率,提升产品振实密度与松装密度,进而提高后续石墨化工序的产能。该项目可以替代传统辊道窑和隧道窑,明显提升产能、降低能耗,实现石墨负极材料体系降本。
再如,高温碳化回转窑生产线,通过优化筒体材质可在1150℃料温下稳定运行、最高耐温达1200℃,通过分段独立控温精准调节物料温度与停留时间,保障产品质量、实现高效生产,降低碳基负极材料碳化过程能耗。
从产业发展的新趋势看,锂电池凭借高能量密度、长循环寿命、轻量化设计等优势,与多行业应用场景深度契合,已成为多领域不可或缺的“动力心脏”。
艾媒咨询发布的研究报告显示,2024年中国锂电池市场规模已达到17500亿元,同比增长25.0%,预计2029年将超过5万亿元。在全球产业智能化与绿色化转型浪潮下,人工智能、低空经济、新能源汽车等战略性新兴起的产业加快速度进行发展,成为驱动锂电池需求爆发式增长的核心引擎。
值得一提的是,储能电池是锂电池诸多下游应用中的一个重要领域。据国际研究机构统计,2024年全球储能电池出货量301GWh,同比增长63%,其中,全球储能电池出货量排名前三的企业分别为宁德时代、亿纬锂能和比亚迪。预计2023年至2027年,全球储能市场新增需求年复合增长率为38.4%,2028年新增需求突破1TWh。未来5年,新增储能装机量将呈持续上升趋势。
作为非金属矿深加工技术探讨研究和工程设计机构的领军者,近年来,苏非有限不断推进新能源材料装备领域的自主化与高端化研发,深化硅基负极材料、石墨负极材料、固态电池等前沿领域的布局,持续推动锂电池行业技术革新。
数字化转型是苏非有限持续推进技术创新的重要手段。近期,苏非有限启动了新一轮数字化转型,2025年7月,公司“数字化协同设计平台”上线,该平台以“管理协同、设计协同、数据协同”为核心,覆盖从项目策划到项目交付的全流程管理。实现了高效协同与智能管理。
据项目负责的人介绍,在传统设计模式下,二维协同依赖线下操作,专业交圈效率低,设计版本混乱,校审周期长,项目管理与生产存在脱节现象,企业整体项目状态较难把控,这样一些问题严重制约了设计效率和质量。为此,苏非有限响应中国建材集团“1254数字化战略”,以“数字引领材料创造”为愿景,启动了协同设计平台建设项目。
从功能上看,基于苏非有限实际生产需求,该平台可满足多阶段、多专业、多设计端的二三维协同设计,涵盖设计项目从立项策划、提资校审、出图打印到存档交付、知识积累的全过程数字化,实现规范化、标准化、信息化的设计管理,有效提升了公司协同设计的数字化水平。
该项目负责的人介绍,“数字化协同设计平台”上线仅是苏非有限数字化设计转型的起点,公司后续还将逐步引入AI工具,大幅度的提高设计效率与精准度,同时,平台将深化与经营系统的融合,从设计协同延伸至产业链协同,全方面推进数字化转型,为技术创新提供更强大的数字化支撑。


