年产5-10吨,「创塑新碳」提供碳基储能材料解决方案

铭炭网
2024-04-12
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   随着太阳能、风能等可再生能源的不断发展,业内关于储能电池新材料的研究也在逐步深入。我国钠资源丰富,钠离子电池被行业内认为是最适合规模储能的新型电池。钠离子负极材料作为钠离子电池中的重要一环,因导电性能更好、制备方法灵活等原因,以碳基为基础的材料被业内认为是首要选择。

  36氪近期接触的山东创塑新碳能源科技有限公司(以下简称「创塑新碳」),是一家研发钠离子负极材料的企业。「创塑新碳」成立于2023年,但早在2018年,团队成员已开展硬碳碳基材料的研发。公司专注于生物质、沥青和生活塑料基硬碳材料的量产化和配套设备的开发,可提供碳基储能材料解决方案,主要应用于大型储能电站场景。

  36氪了解到,碳基材料包括人造石墨、软碳、硬碳、碳纳米管、石墨烯等。其中,硬碳是最成熟和最具商业化潜力的负极材料,它由弯曲的类石墨片堆叠形成,具有较大的层间距和较多的纳米孔隙,可以实现较高的储钠比容量。

  "制备硬碳材料的前驱体有很多,常见的有生物质、沥青、树脂、塑料、聚合物、合成聚合物和化石燃料等,不同前驱体制备的硬碳材料具有显著的性能差异",「创塑新碳」创始人李忆秋介绍,"比如日本可乐丽采用椰壳作为原料,工艺比较复杂,性能好但成本很高。"

  硬碳前驱体原材料来源丰富,前驱体选择和工艺技术积累是硬碳负极材料开发的关键因素。「创塑新碳」团队已对葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素、椰壳、核桃壳、沥青、无烟煤、树脂、生活塑料等三十多种前驱体进行了深入的分析研究,并建立了相应的数据库。

  李忆秋告诉36氪,选择前驱体原材料时需要综合考量原材料价格、数量,要确保供应链稳定。最终,「创塑新碳」基于生物质、沥青和生活塑料为原料,根据电池容量的不同研发了包括TC-330和TC-350等一系列硬碳产品。其中,生物质基硬碳采用纤维素为前驱体,来源稳定可靠、纯度高,所制硬碳负极具有较高的容量。"以TC-330为例,首次充放电效率可以达到92%",李忆秋介绍。

  「创塑新碳」的核心技术包括生活塑料回收再利用技术、树脂基硬碳掺杂技术以及沥青基硬碳的氧化和微晶调控技术。在生活塑料基硬碳制备过程中,「创塑新碳」将原料制备硬碳后剩余的废料回收,并制成高附加值产品,比如金属有机骨架、共价有机骨架、多孔材料等,可大幅降低产品的原料成本。


  TC-350产品

  目前,「创塑新碳」研发出的硬碳产品处于中试阶段,并将样品送至多家电池企业进行测试,现已实现5-10吨的年产量。李忆秋表示,当前在研的部分产品针对硬碳材料做结构调整,做成多孔结构的活性炭产品,未来公司将以硬碳材料为切入点,聚焦碳基储能材料,扩大活性炭和泡沫炭等产品的布局,同时拓展到更多应用领域。

  「创塑新碳」团队现有15人,研发人员占比50%以上,采用产学研合作组织模式。创始人李忆秋博士,武汉理工大学材料科学与工程专业,毕业后在中国科学院上海硅酸盐研究所工作10年,从事固态电解质材料和固态电池相关的研发工作,主持国家级项目1项、省部级项目1项。核心成员曹宏,武汉工程大学材料科学与工程学院教授、博导,从事新型碳材料、固体废弃物在绿色建材领域的资源化利用等研究。王凯鹏博士,加拿大阿尔伯塔大学化学与材料工程系研究员,从事电极材料、关键矿物元素提取技术、油砂高效提取原油技术以及工艺中的碳捕收和碳循环利用等研究。

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