本世紀初，金川集團股份有限公司開始在新能源領域謀劃部署，進行電池材料技術研發(fā)儲備。2020年12月份，國務院發(fā)布《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書，金川集團順應碳減排全球環(huán)境治理大背景，搶抓“綠色能源”發(fā)展新機遇，進一步加快三元正極材料、鋰電池銅箔、電池極片用純鎳帶材等電池材料產品研發(fā)和業(yè)務拓展。通過對金川集團電池材料產業(yè)的走訪，筆者發(fā)現，隨著電池材料產業(yè)上下游配套項目逐步建成，一條從鎳鈷資源開采到廢舊電池回收利用，從工藝技術研發(fā)再到產品認證式開發(fā)的電池材料產業(yè)鏈正加速形成閉環(huán)。
中國汽車工業(yè)協(xié)會數據顯示，2021年1—10月份，我國新能源汽車銷量達254.2萬輛，同比增長176.6%。中國新能源汽車產銷量已連續(xù)6年位列全球第一。
近年來，新能源汽車行業(yè)的高歌猛進，帶動了上游電池及電池材料產業(yè)的快速發(fā)展。2021年6月份，甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布《關于培育壯大新能源產業(yè)鏈的意見》，指出要重點發(fā)展電池級硫酸鎳、三元前驅體等關鍵新材料產業(yè)。
搶抓新能源產業(yè)發(fā)展機遇，借勢助推綠色高質量發(fā)展。金川集團依托豐富的鎳鈷資源和成熟的有色金屬冶煉加工技術，發(fā)力新能源電池材料產業(yè)，以三元前驅體、球形氫氧化鎳等電池材料技術研發(fā)和擴能增產為重心，配套實施一系列產業(yè)上下游項目，不斷延伸壯大電池材料產業(yè)鏈。
發(fā)力三元
保供增產提高影響力
走進蘭州金通儲能動力新材料有限公司（以下簡稱金通公司）金昌分公司三元前驅體生產車間，一臺臺反應釜、一排排壓濾機矗立，發(fā)出隆隆響聲，锃亮的綠色地面倒映著部分機械的輪廓?，F場看不到一名工人，也沒有流出系統(tǒng)的物料，整個生產線像被一只無形的“大手”精準操控運轉著。
金川科技技術質量部經理丁冬久介紹，金通公司是金川集團蘭州金川新材料科技股份有限公司（以下簡稱金川科技）全資子公司，擁有多條三元前驅體（新能源汽車動力電池三元正極材料的前端產品）生產線，并在三元前驅體量產自動化集成控制、低雜質含量前驅體制造、高產能三元前驅體合成等生產技術和設備方面具有明顯優(yōu)勢。
2021年3月份，金通公司10萬噸動力鋰離子電池用三元前驅體項目一期工程建成投產。同年9月份，該公司產量已突破3.1萬噸，其中60%直接或間接出口。金通公司一位項目負責人說：“目前，我們正在對現有生產線進行擴能改造，建成后三元前驅體產能將提升30%以上。”
與此同時，金川集團鎳精煉加壓系統(tǒng)優(yōu)化提升技術改造項目、電池級硫酸鎳項目擴能改造項目等一批電池正極材料產業(yè)配套項目正加快建設，建成后將為產業(yè)下游精加工、產品高端化等方面提供可靠保證。
聚焦鎳氫
研發(fā)攻關提升產品競爭力
透過高倍光學顯微鏡，一顆顆亮晶晶的淺綠色小圓球呈現在眼前，大大小小緊挨著，密密排列。
“這些小球直徑只有10微米，比頭發(fā)絲還要細，流動性極好。”金川集團粉體材料公司球鎳車間主任高文斌看著顯微鏡下球形氫氧化鎳成像圖，向筆者介紹說。
球形氫氧化鎳是鎳氫電池的正極材料，廣泛應用在電動工具、小型無人機等民用電池領域和新能源汽車用動力電池領域。“最常見的就是我們日常用的可充電5號電池。”高文斌拿起電池檢測線上一節(jié)圓柱電池說。
2019年，粉體材料公司在原有球鎳產品基礎上，通過一系列技術攻關成功研發(fā)出新能源電池覆鈷正極材料，并通過性能檢測、客戶認證，目前已投入量產。同時，該公司多種正極材料產品已通過歐盟認證，年總產量2800噸。
“但鎳氫電池關聯產業(yè)比較成熟，市場需求增速減慢，產品升級動力不足，存在被替代的風險。”高文斌告訴筆者。
對此，粉體材料公司瞄準新能源儲能市場，積極與國內知名院校合作開發(fā)新型儲能電池關鍵技術，構建儲能電池材料產學研一體化平臺，生產出更加安全、長壽、低廉、高效的新型電池，不斷提升產品市場競爭力。
邁向“正極”
延伸電池材料產業(yè)鏈
在距離金昌2200多公里外的江蘇省南通瑞翔新材料科技有限公司（以下簡稱南通瑞翔）工廠內，來自金通公司的三元前驅體正源源不斷地送進電池正極材料生產線，經過進一步加工，這里產出的電池正極材料陸續(xù)銷往國內外部分電池龍頭企業(yè)。
南通瑞翔是一家專業(yè)從事鋰離子電池正極材料研發(fā)、生產、銷售和服務的國家級高新技術企業(yè)，也是國內正極材料市場占有率排名前10強企業(yè)。2018年，金川集團蘭州科技園有限公司入股南通瑞翔，金川集團電池材料產業(yè)鏈進一步延伸壯大。
據南通瑞翔副總經理趙云虎介紹，今年電池正極材料整體銷售量將達到25000噸以上，預計同比增長接近150%。鋰電池用材料銷量差不多已經達到15億瓦時，約可裝配50萬輛混合動力和20萬輛純電動汽車。
依托金川集團資源和冶煉優(yōu)勢，南通瑞翔加快電池正極材料研發(fā)和擴能?，F在，三元正極材料的生產研發(fā)已覆蓋3系、5系、6系、7系、8系、9系全系列產品，尤其在高功率三元正極材料、中鎳低鈷正極材料領域具有明顯的領先優(yōu)勢，成為行業(yè)標桿產品。錳酸鋰及多個三元正極材料生產線也正在規(guī)劃建設，產能在未來2—3年將會有快速增長。
緊跟市場
研發(fā)創(chuàng)新永遠在路上
“搞技術研發(fā)不能像從前了！”電話那頭金川科技材料研究院院長蔣曉鋒感嘆，“市場瞬息萬變，現在兩三年就有新技術、新產品涌現。”
受產業(yè)下游不同應用市場需求驅動，我國鋰離子電池正極材料經歷了三個發(fā)展階段。第一階段是消費電池驅動鈷酸鋰需求的增加；第二階段是新能源汽車市場的快速增長帶來磷酸鐵鋰的上升；第三階段是國家政策的推動和新能源汽車市場化加快過程中對長里程的需求，使三元材料逐步成為市場需求主導。
下游產品更新迭代所帶來的新材料、新技術壓力層層傳導至電池材料研發(fā)這一環(huán)，迫使金川技術人員不得不加快研發(fā)腳步。“好在這一領域的技術研發(fā)方向是比較清晰的，就是高能量、高密度、可快充、高安全、長壽命。”蔣曉鋒補充說。
沿著這一方向，金川集團鈷酸鋰用四氧化三鈷、三元前驅體、三元正極材料等產品經歷多次創(chuàng)新升級，并建立起面向客戶的、高效協(xié)同的新產品研發(fā)體系。
近年來，金川集團牽頭制訂鎳鈷錳三元素復合氫氧化物國家標準、制訂四氧化三鈷有色行業(yè)標準，并成功獲批國家鎳鈷新材料工程技術研究中心、高性能電池材料國家地方聯合工程實驗室、先進儲能材料國家工程中心等國家級創(chuàng)新平臺。
