吳楨：高產(chǎn)低耗的下一代電池材料高溫煅燒創(chuàng)新技術(shù)

信諾先端熱工科技(蘇州)有限公司總經(jīng)理吳楨：非常有幸前來參加這場未來能源會議，借此機會給大家介紹一下我們團(tuán)隊這幾年開發(fā)的在電池材料高溫煅燒方面突破性的技術(shù)。

我們公司的專長是為客戶定制化開發(fā)從200度到2000度范圍內(nèi)，從真空到常壓的各種熱工設(shè)備，從低溫干燥到中溫金屬的熱處理，包括電池材料以及高溫的碳材料、陶瓷的燒結(jié)。給大家介紹一下在電池材料領(lǐng)域我們開發(fā)的一個突破性的技術(shù)，就是高溫煅燒的臺車窯?，F(xiàn)在儲能和動力電池是新能源不可或缺的重要技術(shù)，電池材料是儲能和動力電池，無論成本和技術(shù)方面都非常重要的材料。從電池材料本身的生產(chǎn)技術(shù)而言，高溫煅燒窯爐是核心的生產(chǎn)設(shè)備，這個關(guān)鍵設(shè)備的更新?lián)Q代對于整個行業(yè)生產(chǎn)效率的提高和能耗的降低將起到非常關(guān)鍵的推動作用。目前行業(yè)用的主流設(shè)備叫輥道窯，日本首先應(yīng)用在電池材料的高溫煅燒上。

我們現(xiàn)在在開發(fā)或者已經(jīng)在應(yīng)用的臺車窯，目標(biāo)就是要替代輥道窯，在生產(chǎn)效率和能耗方面進(jìn)一步做大幅提升。我們從2020年開始陸續(xù)通過仿真模擬、原型機的開發(fā)驗證以及到去年我們首套連續(xù)式的設(shè)備在客戶端的應(yīng)用和驗證成功，標(biāo)志著這個產(chǎn)品或者這個技術(shù)0到1的開發(fā)成功。

與目前主流的輥道窯做一個對比，給大家介紹一下我們的創(chuàng)新點。我們在窯爐里面擺的這些方盒子是陶瓷材料做的匣缽，做電池材料高溫煅燒活性的粉料就是放在這個匣缽里面。我們徹底取消了在輥道窯里面做物料輸送的輥道系統(tǒng)，徹底取消了輥棒所帶來的一系列問題，用輪軌式的窯車做物料的輸送系統(tǒng)，解決了載重的問題，因此可以大幅提升產(chǎn)能。這個產(chǎn)能的提升，跟輥道窯相比提高了一倍還要多。

生產(chǎn)效率的提升直接帶來兩個收益，一是單位的產(chǎn)能固定投資可以節(jié)省20%～30%左右，單位產(chǎn)能的占地面積可以節(jié)省40%～50%左右，這對于材料生產(chǎn)企業(yè)固定投資的節(jié)省起到了非常大的作用。

電池材料在熱工行業(yè)對于溫度均一性的要求非常高，當(dāng)我們放進(jìn)去更多的匣缽提升了產(chǎn)能之后，還要在溫度均一場方面滿足客戶的要求。在結(jié)合了客戶輸運結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，我們對整個熱工設(shè)計和溫控系統(tǒng)做了非常多的摸索和改進(jìn)。通過三年的摸索，我們開發(fā)出一套非常獨特的溫控系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上我們可以將整個爐型結(jié)構(gòu)和里面的空間布局做得非常緊湊，可以有效降低能耗。我們做到了跟目前主流的輥道窯相同的溫度均一場，正負(fù)6度，目前我們還在做技術(shù)迭代，我們爭取做到正負(fù)5度或者正負(fù)4度，每提高一度都將是非常困難的。我們的溫度均一場會比四列四層的輥道窯要好很多。

從能耗的角度，目前首家客戶的應(yīng)用，從目前輥道窯的能耗指標(biāo)大概每噸產(chǎn)品在3000度電，我們節(jié)省到2100度電。

根據(jù)一些客戶的特殊需求，他們需要將工藝氣體充分地輸送到底層的匣缽內(nèi)部，我們結(jié)合了自己特殊的窯爐設(shè)計，將進(jìn)排氣系統(tǒng)放在爐壁兩側(cè)，形成了在水平方向的層流，這是與輥道窯相比非常大的改善，這樣我們能夠非常有效地將工藝氣體輸送到底層匣缽。

另外，我們自己的專利技術(shù)，專利設(shè)計的進(jìn)口和出口的氣體置換室，再結(jié)合氣密性的爐體，實現(xiàn)了氣密型的臺車窯結(jié)構(gòu)，這樣可以非常好地支撐高鎳三元和磷酸鐵鋰對于純氧或者純氮的需求。與輥道窯相比，整個爐體的氣密性做得非常好。

這個技術(shù)是我們團(tuán)隊自主創(chuàng)新的項目，在知識產(chǎn)權(quán)方面，我們在國內(nèi)外發(fā)表了20多項專利，初步構(gòu)建出我們自己的知識產(chǎn)權(quán)的門檻。目前在鋰電、鈉電的正極、負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)方面正積極地推廣這項技術(shù)。

作為在蘇州2021年創(chuàng)立的一家企業(yè)，我們這幾年得到了蘇州市政府的各項支持，無論科技領(lǐng)軍還是天使投資。借此機會感謝蘇州和相城區(qū)的大力支持。