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多孔炭,再获千万级加码

在硅碳负极与钠离子电池材料加速从“技术验证”迈向“工程化落地”的当下,碳基新材料的结构设计能力与规模化制造路径,正成为影响新一代电池性能与成本曲线的关键变量。

近日,大元硬碳(惠州)新材料科技有限公司获得惠州仲恺新兴产业投资有限公司近千万元注资,并完成从实验室阶段向小试生产阶段的跃迁,这一节点性进展,折射出多孔碳、硅碳负极相关底层材料正在进入产业化筛选窗口期。

从技术路径看,大元硬碳当前布局的核心并非传统意义上的“硬碳单一产品”,而是围绕多孔碳骨架结构展开的碳基材料体系构建。团队已掌握基于 CVD 法制备多孔炭骨架的关键工艺,材料孔径集中在约 2 纳米区间,比表面积超过 1800 m²/g,并在杂质控制层面满足高性能动力电池体系的严苛要求。这一结构特征,使其在硅碳负极与钠离子电池材料中具备较高的适配潜力,尤其是在应对体积膨胀、离子传输与界面稳定性等共性难题方面,具备工程化价值。

在硅碳负极体系中,材料结构的合理性往往决定了“性能兑现率”。当前产业界普遍面临的问题并非硅材料本身容量不足,而是在高硅含量条件下,循环寿命、首效和加工适配性难以同时满足要求。多孔碳骨架在此过程中承担的并不是简单的导电剂角色,而是通过构建纳米尺度的缓冲空间与连续导电网络,降低硅颗粒反复嵌脱锂引发的结构破坏风险,同时改善极片整体的机械稳定性。具备可控孔径分布和高比表面积的多孔碳材料,正在从“配角材料”逐步向硅碳负极体系中的关键功能组分演进。

从产业角度看,多孔碳材料真正的门槛并不在实验室指标,而在于规模化制备过程中孔结构一致性、杂质水平与成本控制之间的平衡。大元硬碳当前仍处于小试阶段,其明确提出的降本路径,是通过产能放大与工艺优化,将多孔碳材料售价由目前的 20–30 万元/吨压缩至 10 万元/吨以内。这一目标如果实现,将显著改变国内硅碳负极与高端碳材料依赖进口的成本结构,也为本土电池企业在高能量密度路线上的材料选择提供更大自由度。

与硅碳负极形成技术呼应的,是硬碳在钠离子电池体系中的应用深化。在钠离子电池负极领域,硬碳几乎已成为产业共识路线,但不同技术团队在原料体系、结构设计与性能权衡上仍存在明显差异。大元硬碳在树脂基硬炭负极方向完成的基础研发中,比容量接近 400 mAh/g,首效超过 93%,倍率性能表现稳定,这一指标组合已接近当前钠离子负极材料的第一梯队水平。更重要的是,该路线与其多孔碳技术在结构设计逻辑上具备一定的共通性,为后续材料体系协同放大提供可能。

从更宏观的视角看,“十五五”新材料发展规划已明确将硅碳负极、钠离子电池材料纳入重点发展的关键战略材料范畴,政策层面对高比能、高安全电池材料的支持方向日趋清晰。在这一背景下,地方产业平台与早期材料技术团队的结合,正在成为新材料产业化的重要组织形态。

值得注意的是,当前国内碳基新材料产业在中低端应用领域已具备较完整的供给能力,但在面向高端动力电池、固态电池及下一代储能体系的功能型碳材料方面,仍存在明显短板。多孔碳、硅碳负极用碳骨架材料等细分方向,长期依赖进口或小规模定制供给,供应链安全与成本可控性均存在不确定性。在这一现实背景下,围绕材料结构、工艺窗口与制造体系构建技术壁垒,成为新进入者能否穿越产业周期的关键。

从产业阶段判断,多孔碳与硅碳负极相关材料尚未进入完全成熟期,市场仍处于“技术路线并行、应用场景分化”的状态。这意味着,具备持续研发能力、并能在小试—中试—量产过程中完成工艺收敛的团队,仍有机会在细分领域建立差异化优势。相比单纯追求参数领先,材料在真实电池体系中的稳定性、一致性与可制造性,将成为下一阶段筛选的核心标准。

综合来看,当前碳基新材料产业从“技术积累期”向“工程化验证期”过渡。围绕硅碳负极与多孔碳材料展开的结构创新,正在重塑负极材料的性能边界与成本模型;而硬碳在钠离子电池体系中的持续优化,则为新型储能技术提供了更具现实可行性的材料基础。未来,这一类以结构型碳材料为核心的技术路线,能否完成从小规模验证到规模化应用的跨越,将在很大程度上决定我国在新一代电池材料体系中的主动权。