年產(chǎn)2000噸超級電容活性炭生產(chǎn)線全面建成開始投料試產(chǎn)
熱烈祝賀北海星石碳材料科技有限公司
“春雷驚醒萬物生，春分過后好耕耘”，2021年3月20日春分時節(jié)，2000噸／年超級電容活性炭生產(chǎn)線在北海星石新能源材料產(chǎn)業(yè)園全面建成正式投料投料試產(chǎn)，這意味著我國超級電容核心電極材料大規(guī)模量產(chǎn)取得重大突破，成功解決了長期制約我國超級電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵材料“卡脖子”問題，為我國新能源產(chǎn)業(yè)和超級電容行業(yè)的高速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
一、超級電容器篇
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超級電容器，作為新型能源領(lǐng)域的重要組成部分，自面市以來，以其優(yōu)異電化學(xué)特性和環(huán)保性能，已成為新能源領(lǐng)域的發(fā)展亮點，全球需求量快速增加，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國防軍工、交通運輸、儲能、工業(yè)控制、風(fēng)光發(fā)電、供配電、智能四表、電動工具、輔助峰值功率、備用電源、替代電源等領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。
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超級電容器以其大容量、高功率、長壽命、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)越的性能，可以部分或全部替代傳統(tǒng)的化學(xué)電池，并且具有比傳統(tǒng)的化學(xué)電池更加廣泛的用途。在目前以鋰離子電池，超級電容器，氫燃料電池三大核心產(chǎn)品為主要脈絡(luò)的新能源驅(qū)動交通產(chǎn)業(yè)鏈中，鋰離子電池以產(chǎn)品能量密度高為特征，成為乘用車的動力首選，已經(jīng)形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)。從新能源產(chǎn)業(yè)的分類和發(fā)展路徑看，新能源不僅僅局限于純電動交通，還包括清潔電源儲能與區(qū)域供應(yīng)、過程節(jié)能減排等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有的技術(shù)水平和可實現(xiàn)材料層面，鋰離子電池雖是乘用車的動力首選，但鋰電池功率密度低，啟動響應(yīng)慢，循環(huán)壽命短，高低溫性能差，容易起火以及材料來源不環(huán)保等缺陷促使人們在尋找更好的解決方案。氫燃料電池是清潔能源最理想的解決方案，但還有許多實際應(yīng)用問題有待解決，短期內(nèi)尚難投入規(guī)模化商用。起源于上個世紀(jì)70年代美國“星球大戰(zhàn)”計劃的超級電容器作為一種高效儲能器件，以功率密度高為特征，具有充電時間短、使用壽命長、高低溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于國防軍工、軌道交通、城市公交、起重機械勢能回收、發(fā)電與智能電網(wǎng)、消費電子等領(lǐng)域，逐漸成為新能源儲能產(chǎn)業(yè)一個冉冉升起的新星。
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充分利用鋰電池與超級電容器的各自優(yōu)勢創(chuàng)建的聯(lián)立系統(tǒng)，是起到能量管理與功率管理最高效的系統(tǒng)，是當(dāng)今業(yè)界最看好的發(fā)展方向，高端跑車與轎車已經(jīng)成功實現(xiàn)這一模式，正在迅速進入大眾生活。隨著新能源智能電動車的發(fā)展，汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化需要更大容量的電能支持系統(tǒng)，超級電容器在可靠性冗余電源和舒適系統(tǒng)等方面具有更大的潛在應(yīng)用價值，更能滿足汽車功能安全和舒適性要求。目前多個車企均推出采用超級電容器作為混合動力解決方案。超級電容器在固定電子設(shè)備、混合動力汽車能量回饋/回收、汽車啟停系統(tǒng)、消費類電子設(shè)備、可再生能源提高質(zhì)量、電網(wǎng)削峰填谷、工程機械動力、道路交通牽引、軌道交通牽引、軌道交通能量存儲等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。
二、超級電容核心技術(shù)與核心材料
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超級電容器目前僅僅處于技術(shù)成熟和產(chǎn)業(yè)化的初期，既有潛力巨大的商業(yè)應(yīng)用市場前景，還有很大的技術(shù)進步空間。超級電容器電極技術(shù)是超級電容器的核心技術(shù)，2008年之前曾一度制約了我國超級電容器行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過多年的攻關(guān)，隨著關(guān)鍵的電極漿料和涂布工藝的突破，并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，我國企業(yè)已經(jīng)掌握了核心電極技術(shù)。此外，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)從高分子科學(xué)角度出發(fā)，通過對氟塑料的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的工程化實踐，開始了自主研發(fā)干法電極技術(shù)，取得了關(guān)鍵技術(shù)的突破和規(guī)?；慨a(chǎn)。目前在行業(yè)各主體的努力研發(fā)下，國內(nèi)部分企業(yè)已具有了干法電極技術(shù)和大功率超級電容器產(chǎn)品生產(chǎn)能力。國內(nèi)超級電容器企業(yè)對干法電極技術(shù)的掌握，對支持中國汽車行業(yè)的超級電容應(yīng)用和干法電極電池的發(fā)展具有堅實基礎(chǔ)。
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目前，超級電容器的三大核心材料中，鋁箔已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，電解液隔膜也在走國產(chǎn)化道路，真正制約我國超級電容器全面普及發(fā)展的已經(jīng)不是核心電極技術(shù)而是核心電極碳材料，高性能核心電極碳材料由于技術(shù)壁壘高，全球能穩(wěn)定生產(chǎn)出高性能超級電容電極活性炭的企業(yè)寥寥無幾，全球80%以上的高性能電極活性炭材料被日本企業(yè)可樂麗所壟斷，壟斷導(dǎo)致價格高企。可以說，超級電容器技術(shù)一定意義上說是高性能活性炭和新型碳材料的科技，因為它是超級電容器最核心也是成本占比最大的關(guān)鍵材料。最核心的電極碳材料被國外企業(yè)高價壟斷，導(dǎo)致超級電容器價格居高不下，成為制約國內(nèi)超級電容產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題。
三、星石碳材“超級電容電極活性炭”
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2008年，公司創(chuàng)始人敏銳捕捉市場信息和對新能源技術(shù)的趨勢研判，開始了超電炭的調(diào)研和資料收集。2009-2011年，進行試驗室試驗。2012-2015年，通過對活化造孔、純化除雜、鈍化表面改性等冗長復(fù)雜工藝過程及設(shè)備工程化實驗，耗時十年，終于完成了超級電容活性炭的研究和試制。2017年建成年產(chǎn)300噸超級電容活性炭中試生產(chǎn)線。
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2018年12月北海星石碳材料科技有限責(zé)任公司《300噸/年高品質(zhì)有機體系超級電容活性炭連續(xù)化制備技術(shù)及應(yīng)用》項目通過了中國電工學(xué)會和中國超級電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合組織的鑒定會。以楊裕生院士為主任的鑒定委員會一致認為，“該成果打破了國外技術(shù)壟斷并實現(xiàn)替代進口，填補了國內(nèi)空白，整體技術(shù)達到了國際先進水平”，解決了關(guān)鍵材料的卡脖子問題，是對我國超級電容器關(guān)鍵材料的一大貢獻，將極大地推動我國超級電容產(chǎn)業(yè)發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
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2018年北海星石新能源材料產(chǎn)業(yè)園一期項目開工建設(shè)，重大科技成果的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)帷幕正式拉開，歷經(jīng)三年多的投資建設(shè)，2021年3月，2000噸／年超級電容活性炭生產(chǎn)線全面建成開始投料試產(chǎn)，項目達產(chǎn)后可填補我國高端活性炭規(guī)模化生產(chǎn)的空白，打破國外高端應(yīng)用活性炭產(chǎn)品長期壟斷我國市場的局面，更重要的是可以徹底解決制約我國超級電容器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心電極碳材料的“卡脖子”問題，推動我國超級電容器這一新型儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
四、未來篇
年產(chǎn)2000噸超級電容活性炭生產(chǎn)線車間
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低碳環(huán)保綠色發(fā)展是全人類的共同面對的問題，碳達峰碳中和是世界各國的共同目標(biāo)。為新型儲能技術(shù)和關(guān)鍵材料的發(fā)展星石人一直在不懈地努力和堅持，北海星石碳材料科技有限公司在各級政府、行業(yè)專家的支持指導(dǎo)下，不但完成了年產(chǎn)2000噸超級電容活性炭生產(chǎn)線的建設(shè)，同時還建成了先進碳材料實驗室和先進儲能器件實驗室，為星石系列產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定可靠提供保證同時，也為人類探索先進碳材料更高的性能運用，不斷提升先進碳材料在先進儲能、醫(yī)療健康、生態(tài)環(huán)保等方面的普及運用奠定基礎(chǔ)。通過科學(xué)巧妙的設(shè)計，星石超級電容活性炭生產(chǎn)線是一個柔性的制造系統(tǒng)，除了能生產(chǎn)超級電容活性炭外還可生產(chǎn)其它高端活性炭產(chǎn)品，如食品級、醫(yī)療級別的高純度活性炭。
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近日，中央經(jīng)濟工作會議公報出爐，高層決策部署了2021年的經(jīng)濟工作重點。在這一次中央經(jīng)濟工作會議當(dāng)中，“強化國家戰(zhàn)略科技力量”、“增強產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力”分別排在了明年重點任務(wù)的第一位和第二位。其核心是為了盡快解決當(dāng)今中國所面臨的一批“卡脖子”問題，不再讓其制約國家安全。2021年我國將實施關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)工程，在基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料要取得新的巨大突破。該任務(wù)非常突出，甚至是一切工作的首要戰(zhàn)略目標(biāo)?；A(chǔ)研究的突破，會讓后邊工業(yè)體系的升級變得順理成章。北海星石新能源材料產(chǎn)業(yè)一期項目的全面建成投產(chǎn)，順應(yīng)國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，為了更快更全面的擴大關(guān)鍵基礎(chǔ)材料的產(chǎn)能，星石產(chǎn)業(yè)園二期項目建設(shè)也已獲當(dāng)?shù)卣鷾?zhǔn)立項，二期項目將全面提升公司高端椰殼活性炭總產(chǎn)能超過6萬噸/年，其中包括新型碳負極材料、食品、醫(yī)療等其它用途高性能活性炭，超級電容活性炭 8000噸/年，納米復(fù)合碳棒 5000萬支/年，設(shè)計年產(chǎn)值145億元。
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在可預(yù)見的未來，北海星石公司將為我國新能源產(chǎn)業(yè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈條中最重要的供應(yīng)鏈企業(yè)，憑借自主可控的技術(shù)優(yōu)勢為人類探索先進碳材料更高的性能運用做出更大的貢獻！
本文作者：董帝豪
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