5月底,一條A股上市企業正泰電器擬增資天津中能鋰業有限公司(以下簡稱中能鋰業)的新聞,讓后者的名字走進了國內知名財經網站的"聚光燈"下。事實上,在全球下一代二次鋰電池研究領域,中能鋰業早已聲名在外。這家企業創新研發的二次鋰電池電極材料,是國內外很多頂尖研究機構的唯一選擇。隨著新工廠在今年投入使用,中能鋰業將擁有更好的平臺,實現其"世界領先的一次鋰電池電極材料供應商"的發展目標,以及在二次鋰電池電極材料方面的更多創新突破。
金屬鋰應用駛入快車道
銀白色的金屬鋰是目前已知的密度最小的金屬。和有害于人體的重金屬不同,鋰的攝入不但能夠改善人的造血功能,還能提高人體免疫機能。對現代人而言,鋰金屬以及鋰合金,更為人熟識的身份則是電池的電極材料。
"我們的金屬鋰產品,目前最為成熟的應用領域是一次電池,也就是不可充電電池。"中能鋰業總經理陳強介紹,電表、水表、煤氣表等三表系統,信息存儲、信息發送,都依靠鋰一次電池提供電能;電腦主板上也有鋰一次電池幫助其實現記憶存儲功能;汽車遙控鑰匙、輪胎胎壓監測更是離不開鋰一次電池。
陳強告訴記者,鋰一次電池相比于堿性電池等傳統電池產品,具有能量大、自放電少、耐高低溫等方面的優勢,在儲能方面,前者可以達到后者7倍左右。也正是這一系列的優勢,讓鋰一次電池近年迎來快速發展。他們生產的金屬鋰,可以廣泛應用于鋰錳柱式電池、鋰亞柱式電池、鋰鐵電池、鋰錳扣式電池等。在鋰一次電池領域,松下、瑞士手表集團等都是他們的客戶。
新型鋰二次電池國內領先
相比于鋰一次電池的快速發展,金屬鋰在可以充電的二次電池上的應用,更具想象空間。當下提起鋰電池,很多人首先想到的就是電子產品所使用的鋰離子電池。事實上,鋰離子電池并不含有金屬態的鋰。將金屬鋰直接應用于二次電池技術難度極高,但因為安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池,鋰金屬電池被業界看做下一代二次電池發展的重要方向之一。
"如果能夠用金屬鋰替代碳,作為二次電池的負極材料,電動汽車一次可以輕松跑上800公里。"陳強解釋說,不同的材料擁有不同的能量密度。金屬鋰的能量密度遠大于碳,但要生產出適合充當負極的金屬鋰材料絕非易事。
鋰硫電池是鋰電池的一種,它是以硫元素作為電池正極,金屬鋰作為負極的一種鋰電池,其理論能量密度是鋰離子電池的5倍左右,也因此成為最被業界看好的新一代鋰電池。但電池負極材料使用化學性質及不穩定的金屬鋰,這對于電池的安全是極大的考驗。此外,在穩定性、配方、工藝等諸多方面都面臨很多的挑戰。
目前,國內有眾多研究機構正在攻關包括鋰硫電池在內的新型鋰二次電池,中能鋰業是唯一一家能夠提供實驗所需的金屬鋰產品的企業。
陳強坦言,生產出適合新型鋰二次電池的金屬鋰產品,挑戰極大。首先,生產工藝極為復雜,要經過提純把原料做到高純;在此基礎上,還要制造各種合金,通過摻雜其他原料,改變它們的性能;之后要把它打造成各種形狀。每個過程都需要大量的試驗、中試,才能慢慢摸索出規律。相關技術在各個國家都是封鎖的,連設備都要自己制造。從工藝到裝備,再到生產方法都需要突破。
按需研發把握前沿技術
在中能鋰業包含著復合鋰帶、純化鋰粉、超薄鋰帶等種類繁多,滿足不同客戶需求的產品,但不論哪種產品背后都凝結著這家企業的創新精神。"把鋰帶做到很薄是很難的一件事,鋰有很強的黏連性,碰到什么就容易和什么黏連在一起。也正是基于此,制造厚度20微米以下的產品,曾被國家科技部列為需要攻關的共性關鍵技術。"陳強介紹,在這一領域,他們目前已擁有了自己的核心技術,為國內新型鋰二次電池的研究打下了基礎。
陳強告訴記者,目前,公司擁有金屬鋰型材生產車間、金屬鋰提純車間、質量管理部、研發部等多個部門。金屬鋰型材車間主要從事鋰帶、鋰片、鋰繩、鋰合金帶(片、繩)等型材產品的生產,其中超薄鋰帶、復合鋰帶等產品的生產技術國際領先;質量管理部配有國際領先的檢測設備--電感耦合等離子體發射光譜儀,可以精確檢測鋰金屬中鈉、鉀、鈣、鎂等各種元素含量,從而控制產品純度。
在陳強看來,企業在創新上的成果,一定程度上得益于和全球范圍內的客戶充分交流,及時了解客戶需求,并根據客戶需求進行研發的策略。這讓他們能夠比一些同行更好地把握科技的最前沿,跟蹤全球最頂尖的技術發展趨勢。
與此同時,中能鋰業目前已建立起20余人的核心研發團隊,同時還與中科院等國內知名的科研院所、高校進行合作。經過11年的持續探索,公司已經取得各類專利20多項。
今年,公司在天津開發區西區建設的新工廠即將投入使用,未來這里將成為中能鋰業深耕下一代鋰二次電池相關材料的新舞臺。"下一代鋰二次電池一旦實現規?;l展,金屬鋰將迎來千億級市場,我們要為此做好準備。"陳強說。
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