10月18日,华阳集团一矿通风工区四队二班班长段旭像往常一样,骑着心爱的“小电驴”平稳地行驶在上班路上。
“充电快捷方便,满电能骑40多公里,即使天冷也不怕电量不够。”段旭说,“前一天刚发布寒潮蓝色预警,气温骤然下降七八摄氏度,但‘小电驴’动力强劲,行驶在随处可见的坡路上也不在话下。”
这可不是普通“小电驴”,而是搭载“华阳造”钠离子电池的电动二轮车。
早在1870年,法国科幻小说《海底两万里》就曾提到钠离子电池的构想——鹦鹉螺号利用钠和汞制成的二次电池提供动力,钠则可以从海水中源源不断提取。而今,在华阳集团华钠芯能公司,科幻构想正逐步变成现实。
近年来,华阳集团聚焦“专精特新”,培育壮大新质生产力,大力发展新能源新材料产业,从“一块煤”到“一块电池”再到“一批应用”,打通“样品—产品—商品”全链条,持续提升核心竞争力,推进高质量发展。
立足无烟煤资源禀赋
探索钠离子蓄电池这片“蓝海”
华阳集团的前身是成立于1950年的阳泉矿务局。2020年,山西省对国有企业进行专业化重组后,华阳集团“送走”贡献一半以上产能的煤矿,仅剩下8座生产煤矿、2座在建煤矿,以此作为基础支持,优化产业布局。
从何处破局?华阳集团瞄准了新能源领域。
为何是钠离子电池?“高安全、宽温区、长寿命,在零下20摄氏度到零上60摄氏度的条件下,钠离子电池充放电效率仍保持在80%以上,正逐渐成为储能界‘新秀’。”华阳集团产业技术研究总院院长王可琛介绍。
王可琛表示,钠离子电池是一种摇摆电池(充电电池),无定形碳中的硬碳、软碳被认为是具有潜力的钠离子电池负极材料,而华阳集团有着丰富的无烟煤资源。立足资源禀赋,该集团联手中国科学院、中科海钠公司,布局钠离子电池相关产业。
要“拿下”钠离子蓄电池这片“蓝海”,产品合格率和成本是关键。
华阳集团华钠芯能公司钠离子电池生产线
“我们必须对钠离子电芯工艺进行不断革新,才能保证产品一直处于行业领先地位。”华钠芯能公司工艺工程师张兴直言。
张兴拿起一个钠离子圆柱电芯,解释说:“比如,电芯负极包覆正极,包覆精度要求特别高,如果精度不够,既会导致电芯容量损失,又会导致析钠,即在钠离子电池充电过程中,电极上形成的氧化钠离子析出,影响正常使用,存在安全风险。现在,电池行业多数包覆精度要求是0.5毫米至1毫米。”
2023年底,华钠芯能公司决定进一步提高圆柱电芯负极包覆正极精度,突破0.5毫米至1毫米的“通用标准”,提高钠离子电池的质量与性能。为此,他们对圆柱电芯工艺全流程进行改进:在正负极片分切上,提高极片分切宽度标准;在卷绕过程中,要求极片边缘波动极小,保证极片包覆准确性;提高检测合格标准,最大限度降低误判率。经过3个多月的努力,该公司将包覆精度提升至行业领先的0.3毫米至0.5毫米。
“工艺改进过程十分艰难,但努力没有白费。”张兴说,“我们下一步的研究方向是在体积不变的情况下,将圆柱电芯的容量从3.5安时提升至3.6安时。提容成功后,能有效延长圆柱电芯产品续航时间。”
从“一块电池”到“一批应用”
迈出市场化商业化步伐
在华钠芯能公司PACK模组研发实验室,整齐摆放着2000套PACK电池组,即将交付山西科达自控公司。
2023年8月9日,华阳集团发布全球首批钠离子电动二轮车,迈出市场化、商业化关键一步。
华阳集团发布的全球首批钠离子电池电动二轮车
“去年,我们向科达自控公司交付了100套小批量产品,客户评价非常好。今年初,科达自控公司又和我们签订了1万套电池组的销售合同。该公司主营电动车换电等业务,目前已有几千辆使用华钠芯能钠离子电池的电动二轮车在路上跑。”华钠芯能公司营销中心储能事业部部长李晓刚说。
产品好不好,还要看应用。8月27日,“华阳造”全国首套钠离子电池煤矿应急电源在景福公司成功送电。
“应急电源能在煤矿外部双回路供电全停情况下,担当‘生命电源’,稳定支撑关键设备负荷2小时以上,可保障紧急情况下井下作业人员安全升井。”华钠芯能公司储能集成组负责人穆晶昕说,“应急电源还可以在无人值守时,实现电网供电与应急电源供电间的快速自动切换,特殊情况下可实现‘零’切换,避免因供电电网瘫痪而导致的各类事故。”
目前,钠离子电池煤矿应急电源已推广至山西省内其他煤炭企业及内蒙古等省份的煤炭企业。另外,在储能领域,华阳集团还在与内蒙古电力集团示范性钠电储能项目、国电投阿拉善项目、辽宁清河电厂储能项目积极对接。
同时,华钠芯能公司在多领域、多场景布局推进项目应用。
行走在阳泉的大街小巷,“华阳造”钠离子电池电动二轮车不时穿行而过;“华阳造”钠离子LED强光手电适用于各种工作生活和应急照明;钠离子电池工商业储能柜、钠离子电池井下无轨胶轮车……用无烟煤制成碳基负极材料,延伸钠离子电池正负极材料产业链,华阳集团正实现从“一块煤”到“一块电池”再到“一批应用”的产业升级迭代。
采访手记
“双碳”目标下,如何让黑色煤炭实现绿色发展?从一家有着70余年发展历程的传统煤炭企业,到成为全国首家实质性打造钠离子电池全产业链的企业,华阳集团的转型让人刮目相看。
实践证明,从“一块煤”到“一块电池”再到“一批应用”的产业升级迭代,华阳集团转型探索是积极的,更是务实的。
一方面,能源转型已成大势。截至今年8月底,我国新能源发电装机占比已超40%,而储能技术对新能源产业稳定发展尤为重要。另一方面,煤炭在一定时期内,仍有不可替代的地位,煤炭企业的转型仍需要在煤的基础上延伸。
当下,由于我国绿色经济市场尚未完善,华阳集团在新材料、新技术上的探索,仍然呈现投入大于回报的局面。但正如华阳集团党委书记、董事长王永革所言:“要趁煤炭产业还有利润的时候,赶快转型、坚决转型。这条路再难走,也要坚定不移往下走。”
(来源:华阳新材料集团微信公众号)