圣泉集团生物基硬碳负极材料产品数据大幅领先

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发布日期:2022-12-23

钠离子电池一向被认为是可以替代部分锂离子电池产业空间的可产业化产品，2022年，国内大批机构纷纷投资进军钠离子电池领域，这一年也被普遍认为是国内钠离子电池的产业化元年。但受制于前驱体来源不稳定和压实密度较低等因素，导致迟迟未能真正打开产业化空间。

我会常务会长单位圣泉集团制备的第一代硬碳负极材料的综合指标，远远领先同业产品而且直接提升了钠离子电池的市场竞争力。圣泉集团决定投资24.8亿元建设年产10万吨生物基硬碳负极材料项目，第二代硬碳负极材料目前已经过实验室测评，产品容量超过330mAh/g、首效超过90%，压实密度得到进一步提升，优势愈加明显。

圣泉集团生物基硬碳负极材料作为“圣泉生物溶剂法”生物精炼一体化产业布局的最新成果，核心在于生物炭为自己生产，其可控性高、均一稳定，利用其制备的硬碳负极材料具有生物质和树脂的双重特性，因此极片压实密度高，不低于1.1g/cm³。另一特点在于产品性能稳定，一致性高，其第一代硬碳产品具有300mAh/g左右的克容量，首效≥88%，与同类产品指标数据相比均有显著优势。

圣泉生物基硬碳负极材料不仅在产品特性上处于行业领先地位，而且具有突出的生产工艺优势。硬碳的关键技术在于生物炭的选择和制备工艺，圣泉硬碳前驱体生物炭生产技术完全不同于常规的植物果壳、秸秆、木材、淀粉、蔗糖等的固体干馏碳化，而是采用自主研发的“圣泉生物溶剂法”生物质精炼技术生产，将秸秆中碳含量高且易于成炭的木质素、部分半纤维素和纤维素所形成的多糠类组分有选择性的溶解到生物溶剂中，在生物溶剂中发生分子间重排以及分子内重排，在重排中，迁移分子或基团完全游离并脱离原来的体系，然后与新体系进行重新排列连接，通过重排等分子设计手段按照工艺要求重新进行树脂化，形成生物基树脂，进一步加工形成硬碳材料的优质生物炭。该生物炭经过煅烧等工序处理，即获得压实密度较为理想的优质硬碳电池负极材料。

圣泉生物基硬碳负极材料的基础原材料为秸秆，本身具有产量规模大、成本低、可再生等特点，更重要的是在制备过程中实现对秸秆的“吃干榨净”，可以副产纤维素及纤维素制品、纳米纤维素、糠醛、乙酸、钾盐等产品。此前在大庆投资建设的“100万吨/年生物质精炼一体化（一期工程）项目”，已完成单机试车、联动试车，试生产过程已打通工艺流程，生产出符合指标要求的生物炭、纸浆、纸制品、糠醛等系列产品。装置各项工艺指标及操作参数已趋于稳定，预计在2023年2月份基本达到设计负荷。与此同时，作为生物基硬碳负极材料前驱体的生物炭还可用于制备合成氨、生物基甲醇等大宗基础化工产品，除作为化肥、基础化工原料外，亦可作为新型燃料用于车船等交通运输工具，绿色环保，有效减少二氧化碳排放，高度契合碳中和发展总趋势，国内外市场空间巨大。目前，圣泉集团已与武汉大学达成技术合作，并与山东大学成立“新材料与碳中和产业技术研究院”，通过校企联合，圣泉集团科技创新再迈新台阶。