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當前,新能源汽車產業(yè)蓬勃發(fā)展,鋰電池作為新能源汽車的關鍵儲能部件,其材料技術的創(chuàng)新具有重要意義。深圳市德方納米科技股份有限公司深耕鋰電池核心材料領域,不斷推動技術創(chuàng)新,優(yōu)化工藝和產品性能,開發(fā)出自熱蒸發(fā)液相合成法、納米化、非連續(xù)石墨烯包覆等技術,大幅提升了電池的循環(huán)壽命和安全性。
作為國家高新技術企業(yè)、國家制造業(yè)單項冠軍企業(yè)和國家知識產權優(yōu)勢企業(yè),德方納米自主研發(fā)的納米磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、補鋰增強劑等產品已廣泛應用于新能源汽車、儲能系統(tǒng)等領域。2024年,公司營收規(guī)模超76億元;今年一季度,營業(yè)收入達20億元以上。
技術攻堅
“動力電池的性能和成本是制約新能源汽車產業(yè)快速發(fā)展的重要因素,而突破這一瓶頸的關鍵便是持續(xù)不斷的技術創(chuàng)新?!钡路郊{米董事長孔令涌說,隨著低碳經濟發(fā)展,節(jié)能與環(huán)保需求日益增長,2007年,公司創(chuàng)始團隊敏銳捕捉到新能源材料應用的巨大潛力,將先進的納米技術應用于電池正極材料領域,使其從實驗室走向產業(yè)化應用。
“彼時,市場上供應的微米量級磷酸鐵鋰不能滿足電動汽車用動力電池的需求,而納米化技術的引入使磷酸鐵鋰展現(xiàn)出高能量、高功率和長循環(huán)等優(yōu)異性能?!钡路郊{米鋰動力研究院副院長李意能說,因為傳統(tǒng)工藝難以兼顧粒徑控制和生產成本,所以納米磷酸鐵鋰批量生產成為難題。
經過無數次反復試驗,德方納米創(chuàng)新開發(fā)出自熱蒸發(fā)液相合成法,不僅解決了納米顆粒均勻分散問題,更顯著降低了生產成本。2008年,公司將納米技術應用到電池正極材料領域,開發(fā)出的納米磷酸鐵鋰與市場同類產品相比具有循環(huán)壽命長、導電性能優(yōu)異、安全穩(wěn)定等優(yōu)點。
技術創(chuàng)新不止步。多年來,德方納米累計投入研發(fā)費用超15億元,推出非連續(xù)石墨烯包覆技術、離子摻雜技術、納米建構技術等,實現(xiàn)了多技術路線、多指標維度的型號體系搭建,產品適用于不同應用場景。目前,新一代超高壓實密度磷酸鐵鋰產品驗證進展順利,將滿足新能源汽車更高能量密度、更長續(xù)航里程的需求。
基于行業(yè)發(fā)展趨勢,公司積極布局新興材料領域,推動磷酸錳鐵鋰的研發(fā)??琢钣拷榻B,磷酸錳鐵鋰作為新一代動力電池正極材料,具備高電壓、高能量密度、低瓦時成本等優(yōu)勢,但研發(fā)該材料需要解決結構穩(wěn)定性、循環(huán)性能等問題。公司整合優(yōu)勢資源,通過液相法技術與涅甲界面改性技術等協(xié)同應用,成功解決了該問題,使磷酸錳鐵鋰產品滿足市場需求。目前,公司年產磷酸錳鐵鋰11萬噸。
德方納米研發(fā)的新能源材料補鋰增強劑則成為鋰電行業(yè)發(fā)展的強“芯”劑。“續(xù)航里程提升和快充技術創(chuàng)新一直是動力電池發(fā)展的關鍵。”孔令涌說,補鋰增強劑在鋰離子電池初始制造環(huán)節(jié)增加了體系內的活性鋰,彌補了電池循環(huán)過程中的活性鋰損失,顯著提升了電池的能量密度,大幅改善了電池的循環(huán)壽命,適用于全系鋰離子電池。
目前,公司年產5000噸的補鋰增強劑項目已建成投產,2024年出貨量同比增長500%以上,獲得海內外多家客戶的項目認證。
提升能力
技術創(chuàng)新的持續(xù)推進離不開完善的研發(fā)體系和創(chuàng)新平臺支撐。德方納米通過打造多層次創(chuàng)新平臺、加強產學研合作、完善知識產權布局等舉措,構建起獨具特色的創(chuàng)新體系。
走進位于廣東省佛山市的德方納米鋰動力研究院分析測試中心,2200多平方米的測試中心內共有約20個實驗室,各類專業(yè)檢測設備一應俱全,工作人員可對電池材料產品從原材料到成品進行全流程檢測分析,對產品品質嚴格把關。
“測試中心的建立為產品研發(fā)和質量控制提供了強有力的支撐?!钡路郊{米公司副總經理任望保介紹,2024年該中心通過中國合格評定國家認可委員會評審考核,成為國家認可的實驗室。此外,公司還擁有省市級納米電極材料工程研究中心和實驗室。這些研發(fā)平臺為公司開展前沿技術研究提供了重要載體。
任望保介紹,公司以產學研合作方式推動創(chuàng)新能力提升,通過與高校建立博士后聯(lián)合培養(yǎng)機制,進一步深化產學研合作,不僅解決了關鍵技術難題,實現(xiàn)新技術預研,還培養(yǎng)了一批高素質人才。目前,公司研發(fā)人員中博士10人、研究生150余人。
在德方納米的發(fā)展歷程中,知識產權和標準體系建設是重要的戰(zhàn)略支撐。目前,公司已申請專利880余項,其中90%以上為發(fā)明專利;主導及參與制定各級標準40余項,其中國家標準24項。
“我們希望不僅在技術上領先,還能通過制定標準來引領行業(yè)發(fā)展。”任望保說,公司將在建立標準化工作機制、科學構建標準體系、強化標準實施等方面持續(xù)努力,積極推動成果轉化和專利技術產業(yè)化,確保研發(fā)成果精準對接市場需求,快速轉化為實際生產力。
綠色發(fā)展
多年來,德方納米堅持將綠色發(fā)展理念融入企業(yè)發(fā)展全過程,推動廢物資源化、能源低碳化、產品綠色化發(fā)展。目前,公司在廣東佛山、云南曲靖、四川宜賓均建有大型研發(fā)與生產基地,其中曲靖生產基地于2023年獲評國家級綠色工廠。
“聚焦節(jié)能清潔、減碳減排、循環(huán)利用等目標,我們從基礎設施、資源投入、能源與產品、環(huán)境排放以及管理體系等多方面積極推進綠色發(fā)展?!钡路郊{米董事、副總經理任誠說。
在能源利用方面,德方納米加大綠色電力使用比重,目前綠電比例達90%以上,處于行業(yè)領先水平。此外,公司以“數據+平臺+應用”模式實現(xiàn)廠區(qū)能耗數據實時監(jiān)控、采集和分析,促進能源高效、可持續(xù)利用。
數據層面,德方納米部署大量傳感器等數據采集器件,實時監(jiān)控、采集廠區(qū)各類能源消耗數據,構建起能源數據資源庫;搭建智慧化能源管理平臺,利用大數據和人工智能算法對能源數據進行深度分析,以便合理安排能源供應;建立能源數據可視化系統(tǒng),展示能源消耗的實時情況、各生產環(huán)節(jié)能耗占比及能耗變化趨勢等信息,管理人員能清晰了解廠區(qū)能源使用全貌,為制定科學合理的能源管理決策提供有力支持。
在材料使用端,德方納米持續(xù)迭代資源循環(huán)利用工藝,通過科研創(chuàng)新和工藝優(yōu)化,不斷提升曲靖基地生產環(huán)節(jié)中的二次鋰循環(huán)利用率,促進實現(xiàn)更高效率的轉化,以“循環(huán)經濟”帶動“綠色工廠”提質增效。
“我們不僅要為客戶提供高性能的產品,還要對整個產業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展負責?!比握\表示,德方納米通過新材料、新工藝,為下游產業(yè)鏈提供更加綠色低碳的產品和解決方案,為新能源產業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
德方納米始終將可持續(xù)發(fā)展放在企業(yè)責任的重要位置。2023年9月,公司成立EHS(環(huán)境、健康與安全)專家顧問委員會,聘請安全專家和環(huán)保專家指導環(huán)保和安全管理工作,有序引導安全生產、清潔生產。
孔令涌表示,德方納米將瞄準“高能量密度、強安全可靠、長循環(huán)壽命、低成本消耗”的電池材料研發(fā)目標,以磷酸鹽系正極材料為核心,進行適配鋰電體系全生態(tài)的材料研發(fā)布局,為新能源新材料等戰(zhàn)略性新興產業(yè)的發(fā)展貢獻力量。(經濟日報記者楊陽騰)
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