大元硬碳:目前已掌握CVD法多孔炭骨架的制備關鍵技術
研發(fā)重大突破,大元硬碳團隊目前已掌握CVD法多孔炭骨架的制備關鍵技術,材料孔隙尺寸在2納米左右、比表面積>1800平方米每克,雜質含量滿足高性能動力電池嚴苛要求,目前等待進一步產能放大實現量產轉化,將售價從目前20-30萬元一噸壓縮至10萬元以內,完成國際高端替代。同時,在硬炭負極方面,團隊已突破性完成比容量接近400mAh/g的高性能樹脂基硬炭負極的基礎研發(fā),該產品首效超93%,且倍率性能表現優(yōu)異,可適用于未來高性能鈉離子動力電池負極。
大元硬碳背靠碳材料產業(yè)應用黃埔軍校湖南大學,是國內最早開展樹脂基碳材料研究團隊之一。同時,公司于2024年度取得惠州市“天鵝杯”科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽初創(chuàng)組一等獎,廣東省“珠江天使杯”科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎佳績。
“未來將通過設備規(guī)?;▎螤t產能從20kg提升至100kg)和原材料降本(多孔炭價格從40萬/噸降至15萬/噸),將硅碳負極成本從50萬/噸壓縮至22萬元/噸,接近動力電池可接受區(qū)間。其安徽紫宸1.2萬噸硅基負極項目預計2025年投產,首期產能將優(yōu)先供應特斯拉、寧德時代等客戶。”----璞泰來
近日,負極龍頭璞泰來一則關于硅碳量產的新聞引爆了新能源朋友圈。多孔炭作為硅碳的前驅體材料,是硅碳量產和成本控制的關鍵,也再一次走進大家的視野。
為什么要發(fā)展新型負極?
目前鋰離子電池負極以石墨類材料為主,根據石墨層間LiC6的儲鋰機制,其理論比容量僅為372 mAh/g,提升空間十分有限,且石墨層間的鋰擴散也制約了其倍率性能。隨著電動汽車和大規(guī)模新型儲能的普及,對電池能量密度、安全性、成本等方面都提出了更高要求,純石墨類負極材料已顯得捉襟見肘,多孔炭與硬炭作為高性能碳材料,在硅碳電池、固態(tài)電池、鈉離子電池等場景展現出巨大應用潛力,成為了下一代負極產品研發(fā)必爭之地。
在今年4月,寧德時代發(fā)布鈉新電池子品牌,并宣布在下半年實現規(guī)?;慨a,這款全球首款車規(guī)級鈉離子電池的落地,不僅標志著鈉電技術從實驗室走向市場,更給新型電池體系的發(fā)展按下了加速鍵,固態(tài)電池、硅碳電池、鈉離子電池,都是可能改變當前電池市場格局的全新技術。我們有理由相信,在這波瀾壯闊電池發(fā)展的新征程中,新型負極材料必將書寫出壯麗的篇章。
常見負極材料前驅體對比
負極材料核心在于通過結構設計及生產工藝調控孔隙結構,因孔隙結構差異,碳材料(硬炭、多孔炭、泡沫炭)在不同領域實現應用。
目前負極領域常用的硬碳前驅體主要可以分為三類:樹脂基(酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚糠醇等)、瀝青基(煤焦油瀝青、石油瀝青、天然瀝青等)、生物質基(纖維素、木質素、淀粉等)。其核心制造工藝是炭化,受工藝限制,在選材時要求成本低、供應量大、易獲取及儲存,同時還強調容量損失少、效率較高、循環(huán)性較好,對于純化過程也有要求。
樹脂前驅體:最常見的是酚醛樹脂前驅體,所得到的產品均一度較好,純度也較高,具有優(yōu)異的循環(huán)性能、更高的可逆比容量及更好的倍率性能,且因其供應鏈成熟穩(wěn)定,殘?zhí)贾蹈撸庸み^程材料結構可塑性強,表現出超高結構可設計性,綜合性價比最優(yōu),是負極高端領域的理想原料。
生物質前驅體:生物質前驅體由于來源廣泛、價格低廉、綠色環(huán)保,而且其本身就具有豐富的雜原子和獨特的微觀結構。常見的生物質包括木質纖維素類(喬木類、秸稈類、干質果殼類)和多糖淀粉類(種子類)等,椰子殼和秸稈則是其中較為典型的兩種生物質材料。
瀝青類前驅體:瀝青類前驅體來源雖然非常廣泛,且價格低廉,煤系瀝青和油系瀝青均可使用,但其不足之處在于瀝青里的揮發(fā)成分較多,需要額外的尾氣處理,增加成本支出,且目前工藝尚不成熟,產品的容量較低。