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從“一塊煤”到“一塊電池”,讓科幻照進現實
2024年10月23日 16:04
來源:中國煤炭報

  10月18日,華陽集團一礦通風工區(qū)四隊二班班長段旭像往常一樣,騎著心愛的“小電驢”平穩(wěn)地行駛在上班路上。

  “充電快捷方便,滿電能騎40多公里,即使天冷也不怕電量不夠!倍涡裾f,“前一天剛發(fā)布寒潮藍色預警,氣溫驟然下降七八攝氏度,但‘小電驢’動力強勁,行駛在隨處可見的坡路上也不在話下!

  這可不是普通“小電驢”,而是搭載“華陽造”鈉離子電池的電動二輪車。

  早在1870年,法國科幻小說《海底兩萬里》就曾提到鈉離子電池的構想——鸚鵡螺號利用鈉和汞制成的二次電池提供動力,鈉則可以從海水中源源不斷提取。而今,在華陽集團華鈉芯能公司,科幻構想正逐步變成現實。

  近年來,華陽集團聚焦“專精特新”,培育壯大新質生產力,大力發(fā)展新能源新材料產業(yè),從“一塊煤”到“一塊電池”再到“一批應用”,打通“樣品—產品—商品”全鏈條,持續(xù)提升核心競爭力,推進高質量發(fā)展。

  立足無煙煤資源稟賦

  探索鈉離子蓄電池這片“藍海”

  華陽集團的前身是成立于1950年的陽泉礦務局。2020年,山西省對國有企業(yè)進行專業(yè)化重組后,華陽集團“送走”貢獻一半以上產能的煤礦,僅剩下8座生產煤礦、2座在建煤礦,以此作為基礎支持,優(yōu)化產業(yè)布局。

  從何處破局?華陽集團瞄準了新能源領域。

  為何是鈉離子電池?“高安全、寬溫區(qū)、長壽命,在零下20攝氏度到零上60攝氏度的條件下,鈉離子電池充放電效率仍保持在80%以上,正逐漸成為儲能界‘新秀’!比A陽集團產業(yè)技術研究總院院長王可琛介紹。

  王可琛表示,鈉離子電池是一種搖擺電池(充電電池),無定形碳中的硬碳、軟碳被認為是具有潛力的鈉離子電池負極材料,而華陽集團有著豐富的無煙煤資源。立足資源稟賦,該集團聯手中國科學院、中科海鈉公司,布局鈉離子電池相關產業(yè)。

  要“拿下”鈉離子蓄電池這片“藍!,產品合格率和成本是關鍵。

華陽集團華鈉芯能公司鈉離子電池生產線

  “我們必須對鈉離子電芯工藝進行不斷革新,才能保證產品一直處于行業(yè)領先地位!比A鈉芯能公司工藝工程師張興直言。

  張興拿起一個鈉離子圓柱電芯,解釋說:“比如,電芯負極包覆正極,包覆精度要求特別高,如果精度不夠,既會導致電芯容量損失,又會導致析鈉,即在鈉離子電池充電過程中,電極上形成的氧化鈉離子析出,影響正常使用,存在安全風險,F在,電池行業(yè)多數包覆精度要求是0.5毫米至1毫米!

  2023年底,華鈉芯能公司決定進一步提高圓柱電芯負極包覆正極精度,突破0.5毫米至1毫米的“通用標準”,提高鈉離子電池的質量與性能。為此,他們對圓柱電芯工藝全流程進行改進:在正負極片分切上,提高極片分切寬度標準;在卷繞過程中,要求極片邊緣波動極小,保證極片包覆準確性;提高檢測合格標準,最大限度降低誤判率。經過3個多月的努力,該公司將包覆精度提升至行業(yè)領先的0.3毫米至0.5毫米。

  “工藝改進過程十分艱難,但努力沒有白費!睆埮d說,“我們下一步的研究方向是在體積不變的情況下,將圓柱電芯的容量從3.5安時提升至3.6安時。提容成功后,能有效延長圓柱電芯產品續(xù)航時間!

  從“一塊電池”到“一批應用”

  邁出市場化商業(yè)化步伐

  在華鈉芯能公司PACK模組研發(fā)實驗室,整齊擺放著2000套PACK電池組,即將交付山西科達自控公司。

  2023年8月9日,華陽集團發(fā)布全球首批鈉離子電動二輪車,邁出市場化、商業(yè)化關鍵一步。

  “去年,我們向科達自控公司交付了100套小批量產品,客戶評價非常好。今年初,科達自控公司又和我們簽訂了1萬套電池組的銷售合同。該公司主營電動車換電等業(yè)務,目前已有幾千輛使用華鈉芯能鈉離子電池的電動二輪車在路上跑!比A鈉芯能公司營銷中心儲能事業(yè)部部長李曉剛說。

  產品好不好,還要看應用。8月27日,“華陽造”全國首套鈉離子電池煤礦應急電源在景福公司成功送電。

  “應急電源能在煤礦外部雙回路供電全停情況下,擔當‘生命電源’,穩(wěn)定支撐關鍵設備負荷2小時以上,可保障緊急情況下井下作業(yè)人員安全升井!比A鈉芯能公司儲能集成組負責人穆晶昕說,“應急電源還可以在無人值守時,實現電網供電與應急電源供電間的快速自動切換,特殊情況下可實現‘零’切換,避免因供電電網癱瘓而導致的各類事故。”

  目前,鈉離子電池煤礦應急電源已推廣至山西省內其他煤炭企業(yè)及內蒙古等省份的煤炭企業(yè)。另外,在儲能領域,華陽集團還在與內蒙古電力集團示范性鈉電儲能項目、國電投阿拉善項目、遼寧清河電廠儲能項目積極對接。

  同時,華鈉芯能公司在多領域、多場景布局推進項目應用。

  行走在陽泉的大街小巷,“華陽造”鈉離子電池電動二輪車不時穿行而過;“華陽造”鈉離子LED強光手電適用于各種工作生活和應急照明;鈉離子電池工商業(yè)儲能柜、鈉離子電池井下無軌膠輪車……用無煙煤制成碳基負極材料,延伸鈉離子電池正負極材料產業(yè)鏈,華陽集團正實現從“一塊煤”到“一塊電池”再到“一批應用”的產業(yè)升級迭代。

  采訪手記

  “雙碳”目標下,如何讓黑色煤炭實現綠色發(fā)展?從一家有著70余年發(fā)展歷程的傳統煤炭企業(yè),到成為全國首家實質性打造鈉離子電池全產業(yè)鏈的企業(yè),華陽集團的轉型讓人刮目相看。

  實踐證明,從“一塊煤”到“一塊電池”再到“一批應用”的產業(yè)升級迭代,華陽集團轉型探索是積極的,更是務實的。

華陽集團發(fā)布的全球首批鈉離子電池電動二輪車

  一方面,能源轉型已成大勢。截至今年8月底,我國新能源發(fā)電裝機占比已超40%,而儲能技術對新能源產業(yè)穩(wěn)定發(fā)展尤為重要。另一方面,煤炭在一定時期內,仍有不可替代的地位,煤炭企業(yè)的轉型仍需要在煤的基礎上延伸。

  當下,由于我國綠色經濟市場尚未完善,華陽集團在新材料、新技術上的探索,仍然呈現投入大于回報的局面。但正如華陽集團黨委書記、董事長王永革所言:“要趁煤炭產業(yè)還有利潤的時候,趕快轉型、堅決轉型。這條路再難走,也要堅定不移往下走。”

【編輯:郭飛穎】
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