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金川集团多点发力持续壮大新能源电池材料产业链

【金川集团多点发力持续壮大新能源电池材料产业链】本世纪初,金川集团开始在新能源领域谋划部署,进行电池材料技术研发储备。2020年12月,国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书,金川集团顺应碳减排全球环境治理大背景,抢抓“绿色能源”发展新机遇,进一步加快三元正极材料、锂电池铜箔、电池极片用纯镍带材等电池材料产品研发和业务拓展。

本世纪初,金川集团开始在新能源领域谋划部署,进行电池材料技术研发储备。2020年12月,国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书,金川集团顺应碳减排全球环境治理大背景,抢抓“绿色能源”发展新机遇,进一步加快三元正极材料、锂电池铜箔、电池极片用纯镍带材等电池材料产品研发和业务拓展。通过对金川集团电池材料产业的走访,记者发现,随着电池材料产业上下游配套项目逐步建成,一条从镍钴资源开采到废旧电池回收利用,从工艺技术研发再到产品认证式开发的电池材料产业链正加速形成闭环。

据中国汽车工业协会2021年11月度的信息发布会数据显示,1至10月,我国新能源汽车销量已达254.2万辆,同比增长176.6%。中国新能源汽车产销量业已连续六年全球第一。

近年来,新能源汽车行业的高歌猛进,带动了上游电池及电池材料产业的快速发展。2021年6月,甘肃省人民政府办公厅发布《关于培育壮大新能源产业链的意见》,指出要重点发展电池级硫酸镍、三元前驱体等关键新材料产业。

抢抓新能源产业发展机遇,借势助推绿色高质量发展。金川集团依托丰富的镍钴资源和成熟的有色金属冶炼加工技术,发力新能源电池材料产业,以三元前驱体、球形氢氧化镍等电池材料技术研发和扩能增产为重心,配套实施一系列产业上下游项目,不断延伸壮大电池材料产业链。

发力三元 保供增产提高影响力

走进兰州金通储能动力新材料有限公司(以下简称金通公司)金昌分公司三元前驱体生产车间,一台台反应釜、压滤机排排矗立,发出隆隆的响声,锃亮的绿色地面倒映着部分机械的轮廓。现场看不到一名工人,也没有流出系统的物料,整个生产线像被一只无形的大手操控着运转。

金川科技技术质量部经理丁冬久介绍,金通公司是金川集团兰州金川新材料科技股份有限公司(以下简称金川科技)全资子公司,拥有多条三元前驱体(新能源汽车动力电池三元正极材料的前端产品)生产线,并在三元前驱体量产自动化集成控制、低杂质含量前驱体制造、高产能三元前驱体合成等生产技术和设备方面具有明显优势。

2021年3月,金通公司10万吨动力锂离子电池用三元前驱体项目一期工程建成投产。9月,产量已突破3.1万吨,其中60%直接或间接出口。金通公司一位项目负责人说:“目前,我们正在对现有生产线进行扩能改造,建成后三元前驱体产能将提升30%以上。”

与此同时,金川集团镍精炼加压系统优化提升技术改造项目、电池级硫酸镍项目扩能改造项目等一批电池正极材料产业配套项目正加快建设,建成后将为产业下游精加工、产品高端化等方面提供可靠保证。

聚焦镍氢 研发攻关提升产品竞争力

透过高倍光学显微镜,一颗颗亮晶晶的浅绿色小圆球呈现在眼前,大大小小紧挨着,密密排列。

“这些小球直径只有10微米,比头发丝还要细,流动性极好。”金川集团粉体材料公司球镍车间主任高文斌看着显微镜下球形氢氧化镍成像图,向记者介绍说。

球形氢氧化镍是镍氢电池的正极材料,广泛应用在电动工具、小型无人机等民用电池领域和新能源汽车用动力电池领域。“最常见的就是我们日常用的可充电5号电池。”高文斌拿起电池检测线上一节圆柱电池说。

2019年,粉体材料公司在原有球镍产品基础上,通过一系列技术攻关成功研发出新能源电池覆钴正极材料,通过性能检测、客户认证等已投入量产。目前,多种正极材料产品已通过欧盟认证,年总产量2800吨,占据国内约25%的镍氢电池正极材料市场。

“但镍氢电池关联产业比较成熟,市场需求增速减慢,产品升级动力不足,存在被替代的风险。”高文斌告诉记者。

对此,粉体材料公司瞄准新能源储能市场,积极与国内知名院校合作开发新型储能电池关键技术,构建储能电池材料产学研一体化平台,生产出更加安全、长寿、低廉、高效的新型电池,不断提升产品市场竞争力。

迈向“正极” 延伸电池材料产业链

在距离金昌2200多公里外的江苏省南通瑞翔新材料科技有限公司(以下简称南通瑞翔)工厂内,来自金通公司的三元前驱体正源源不断送进电池正极材料生产线,经过进一步加工,这里产出的电池正极材料陆续销往国内外部分电池龙头企业。

南通瑞翔是一家专业从事锂离子电池正极材料研发、生产、销售和服务的国家级高新技术企业,也是国内正极材料市场占有率排名前10强企业。2018 年,金川集团兰州科技园有限公司入股南通瑞翔,金川集团电池材料产业链进一步延伸壮大。

据南通瑞翔副总经理赵云虎介绍,今年电池正极材料整体销售量将达到25000吨以上,预计同比增长接近150%。锂电池用材料销量差不多已经达到15亿瓦时,约可装配50万辆混合动力和20万辆纯电动汽车。

依托金川集团资源和冶炼优势,南通瑞翔加快电池正极材料研发和扩能。现在,三元正极材料的生产研发已覆盖3系、5系、6系、7系、8系、9系全系列产品,尤其在高功率三元正极材料、中镍低钴正极材料领域具有明显的领先优势,成为行业标杆产品。锰酸锂及多个三元正极材料生产线也正在规划建设,产能在未来 2-3 年将会有快速增长。

紧跟市场 研发创新永远在路上

“搞技术研发不能像从前了!”电话那头金川科技材料研究院院长蒋晓锋感叹,“市场瞬息万变,现在两三年就有新技术、新产品涌现。”

受产业下游不同应用市场需求驱动,我国锂离子电池正极材料经历了三个发展阶段。第一阶段是消费电池驱动钴酸锂需求的增加;第二阶段是新能源汽车市场的快速增长带来磷酸铁锂的上升;第三阶段是国家政策的推动和新能源汽车市场化加快过程中对长里程需求,使三元材料逐步成为市场需求主导。

下游产品更新迭代所带来的新材料、新技术压力层层传导至电池材料研发这一环,迫使金川技术人员不得不加快研发脚步。“好在这一领域的技术研发方向是比较清晰的,就是高能量、高密度、可快充、高安全、长寿命。”蒋晓锋补充说。

沿着这一方向,金川集团钴酸锂用四氧化三钴、三元前驱体、三元正极材料等产品经历多次创新升级,并建立起面向客户的、高效协同的新产品研发体系。

近年来,金川集团牵头制定镍钴锰三元素复合氢氧化物国家标准,制定四氧化三钴有色行业标准并成功获批国家镍钴新材料工程技术研究中心、高性能电池材料国家地方联合工程实验室、先进储能材料国家工程中心等国家级创新平台。

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