本報(bào)記者 景萍 賈志敏

從無處可放的工業(yè)垃圾，轉(zhuǎn)變?yōu)橄∪睂氋F的資源；

從傳統(tǒng)能源的下游產(chǎn)業(yè)，“鏈”接到新能源新材料；

從一文不值到身價(jià)攀升……

歷經(jīng)十余年的磨礪、探索、奮斗、開拓，山西沁新集團(tuán)新創(chuàng)新材料有限公司將尾焦“黑粉”做成了石墨“黑金”，實(shí)現(xiàn)了“含綠量”“含金量”雙提升。前不久，該公司在2024鋰電池負(fù)極材料市場及前沿技術(shù)高峰論壇上，還榮獲了“鋰電負(fù)極材料新星閃耀獎(jiǎng)”。

他們是如何做到的？近日，記者來到位于沁源縣沁河鎮(zhèn)賢友村村南的山西新創(chuàng)新材料有限公司，一探究竟。

走進(jìn)該公司球化車間，一排排高大的高溫釜伴隨著機(jī)器轟鳴聲正在運(yùn)行。在其內(nèi)部650℃的環(huán)境中，混合著瀝青的尾焦粉被不停地?cái)嚢瑁匦滤?ldquo;形”。經(jīng)過6個(gè)小時(shí)的高溫后，尾焦粉就變成了半成品，再經(jīng)石墨化，新能源鋰電池負(fù)極材料“人造石墨”誕生。

山西沁新集團(tuán)以煤起家，擁有大型焦化廠，但在煉焦過程中產(chǎn)生的黑色尾焦粉令人十分頭疼。不僅影響生產(chǎn)，還污染環(huán)境。它還能做什么？經(jīng)過學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、考察，山西沁新集團(tuán)總部認(rèn)為，尾焦粉含碳量高、內(nèi)部空隙發(fā)達(dá)、有一定強(qiáng)度等特質(zhì)，符合新能源鋰電池負(fù)極材料的要求。于是在2012年全國新能源產(chǎn)業(yè)剛起步時(shí)，該集團(tuán)就將目光鎖定在鋰電池負(fù)極材料——人造石墨上。

然而，從“實(shí)驗(yàn)室”走向“生產(chǎn)線”，路還很長。

鋰電池?fù)碛姓龢O材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液四個(gè)組成部分。負(fù)極材料被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)快速充電、超長續(xù)航的關(guān)鍵。如果把鋰電池比作蓄水池，那么，理想的負(fù)極材料就能容納更多的鋰離子，讓水池更深。

那怎樣讓尾焦粉做成的人造石墨容納更多鋰離子呢？顆粒要小，密度要適中。可生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)還無人知曉。

2013年，該集團(tuán)抽調(diào)24名技術(shù)人員赴中南大學(xué)學(xué)習(xí)、探索、試生產(chǎn)。現(xiàn)任山西新創(chuàng)新材料有限公司的技術(shù)總監(jiān)唐杰回憶說，為了在納米級的范圍內(nèi)尋找最合適的顆粒直徑，他們一次次地研磨、測試。實(shí)驗(yàn)原料從幾克到幾斤再到幾百斤，生產(chǎn)線上的操作細(xì)節(jié)一點(diǎn)點(diǎn)完善，數(shù)據(jù)日益精準(zhǔn)。三年后，一套以尾焦粉為原料的人造石墨生產(chǎn)體系初現(xiàn)雛形。

2016年底，技術(shù)人員歸來，一家年產(chǎn)2萬噸動(dòng)力型鋰離子電池負(fù)極材料的高新技術(shù)企業(yè)開始籌建。到2019年，山西新創(chuàng)新材料有限公司已成為全市負(fù)極材料“鏈主”企業(yè)、全市高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)企業(yè)，還被國家工信部認(rèn)定為國家級綠色工廠。

隨著自身的發(fā)展壯大，該公司還從南開大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)等院校引進(jìn)高端創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)，專門從事產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品升級、工藝改造、品質(zhì)管控等工作。

截至2022年底，該公司已取得自主知識產(chǎn)權(quán)18項(xiàng)，其中“一種鋰離子動(dòng)力電池用煤焦粉基負(fù)極材料及其制備方法”榮獲山西省專利一等獎(jiǎng)，并先后通過了汽車質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)、能源管理體系標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證及檢測專業(yè)第三方中心檢測。

“如今，用我們的負(fù)極材料做成的電池，可以在10分鐘內(nèi)充滿電。”唐杰介紹說，傳統(tǒng)石油焦人造石墨原料在高溫?zé)崽幚磉^程中，微晶層間距會(huì)縮小。煤焦基人造石墨質(zhì)地偏硬，具有微孔、微晶層間距適宜等特點(diǎn)，有利于鋰離子的嵌入，而不會(huì)引起結(jié)構(gòu)顯著膨脹，因此具有很好的快速充放電性能。

得益于此，業(yè)內(nèi)知名負(fù)極材料企業(yè)紛紛投來橄欖枝，與該公司形成戰(zhàn)略合作關(guān)系，該公司所產(chǎn)電池已廣泛運(yùn)用于電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、航模、電腦、手機(jī)等領(lǐng)域，每噸售價(jià)3萬元以上。

以科技創(chuàng)新引領(lǐng)綠色轉(zhuǎn)型，以科技創(chuàng)新助力“雙碳”落地。多年來，山西沁新集團(tuán)始終堅(jiān)持“依托煤、延伸煤、超越煤”的發(fā)展思路，積極探索、勇于創(chuàng)新，不斷培育新材料、新裝備、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)“上游”產(chǎn)業(yè)鏈，加快拓展煤基新材料、煤電一體化、煤炭洗選配、煤層氣開采“下游”產(chǎn)業(yè)鏈，努力將煤“吃干榨盡”，減污還生“金”。

如何減少耗電量進(jìn)一步提升效益，能不能專門生產(chǎn)一種高碳焦做人造石墨，鈉電池時(shí)代來臨后該何去何從……瞧，技術(shù)人員們又在研究新問題了。

（來源：長治日報(bào)）

[編輯：趙孝蕾]