走进新质生产力
金华市科协 金华市新闻传媒中心
向“新”而行 以“质”致远
开栏的话
新质生产力被称为中国经济“系统升级”的总钥匙，其特点是创新，关键在质优，本质是先进生产力，核心要素是科技创新。金华肩负“根据实情、发挥优势、扬长补短、再创辉煌”的时代使命，在锚定“港”“廊”“链”主战场、聚力高质量发展的实践探索中，处处涌动着新质生产力的浪潮。
科学普及是实现创新发展的重要基础性工作，金华市科学技术协会、金华市新闻传媒中心共同推出“走近新质生产力”科普栏目，带你走进企业、生产车间、实验室等新质生产力最活跃的“试验场”，触摸新质生产力的强劲脉动，解读其丰富内涵，向“新”而行、以“质”致远。
不久前，荣耀最新款机型上市，充一次用两天且支持100W快充的6000毫安时大电池，准确切中众多手机用户对于电池长续航能力的需求。
这块电池，就是当下行业“当红炸子鸡”硅碳负极电池。相比传统材料电池来说，同等机身大小的情况下，它容量更大、续航时间更长、充电更快。作为目前理论效率最高且距离产业化最近的电池负极材料，硅碳材料已成为苹果、华为、小米、OPPO、特斯拉、宁德时代等各大手机终端、车企和电池厂商的押注目标。
但你可能想不到，目前国内量产该类材料的头部企业在兰溪，一家成立于2018年的年轻企业——兰溪致德新能源材料有限公司。
6年更新三代
“跑”到行业前沿
随着新能源汽车和消费电子的发展，高能量密度电池的需求迅速增加。
所谓能量密度，即在同样的体积内存储更多的电量。过去几年，实现这一目的的途径主要靠结构上的改进。比如特斯拉的圆柱电池，电芯的直径越来越大，高度越来越高，通过空间效率的提升来提高整车的续航里程。
但仅仅指望结构上的改进显然不够。随即，电池材料上的改进成为整个产业的共同方向。除了从液态电解质转向固态电解质，电池的正负极材料也成为研发开拓的重点。
2017年，两位30岁出头的年轻人，离开行业大厂，在位于杭州临安的青山湖科技城踏上电池负极材料研发之路。“正极材料的开发已接近性能极限，想提高能量密度，需要从负极下手，而在负极材料上，传统的石墨负极材料也已经接近了性能极限。”陈青华，兰溪致德新能源材料有限公司创始人之一、首席技术官，在他看来，当年的选择并不是年轻气盛的鲁莽，而是多年来在专业中浸润出的眼光和对行业的提前预判。
初生牛犊不畏虎，敢想也敢干。
2018年1月，“致德”第一代产品——硅氧负极材料开始研发。仅用一年时间，将电池材料的包覆涂层厚度从原先的微米单位缩小到纳米单位，解决了粉体动态跑散问题。“国际上，日本已经率先解决了这个问题，但国内没人敢做，因为CVD气体易燃易爆，大家都觉得很危险。”陈青华介绍，在国外龙头企业信息封锁情况下，他们自主研发了核心设备，成功打破垄断，成为国内首个从工程上解决这一问题的企业，并迅速在兰溪建厂，开始量产。
第一代刚刚开始量产，2019年3月，第二代预锂硅氧负极材料的研发迅速排上议程，并于2021年6月成功开始量产。相比第一代，预锂硅氧负极材料减少了更多能量损耗，各项性能对标日本龙头企业，被认定为“国内首批次新材料”。该材料在手机等3C消费类电子、纯电动汽车等行业已被应用。
业界的肯定和产品的成功，并没有让“致德”停下脚步。
在第二代材料开始量产后的第3个月，第三代产品气相硅碳负极材料着手开始研发，“致德”通过自主研发核心设备，成功打破国外龙头企业对硅碳负极硬件的垄断，目前已掌握核心硅碳材料的低成本纳米化制备技术，并实现了低成本、高品质的全产业链布局。
6年，迭代3次。陈青华解释说是因为行业太“卷”，“电池行业日新月异，几乎每两个月就会有新东西，如果你不做，别人就做了，所以必须得跑起来，才能保持领先别人的优势”。
在“致德”，“跑”这个字有十分具象的画面：检测车间里，同样的设备往往有好几台，检测同步上马，机器常年24小时不停；总计400多名员工，研发人员近200名，“头脑风暴”时，工艺开发人员和核心装备研发人员同时在场，有需求有问题，当场讨论，减少后续沟通磨合时间，提高协同效率；新产品一出马上测试，测试完马上落地应用，几个环节之间无缝衔接；产品小样刚做好，第一时间坐高铁送到客户端去测试……“真的是跟时间赛跑，按小时计算”。
一步快，步步快。陈青华说，“致德”每年投入研发经费约2000多万元，截至今年7月已拥有发明专利70多件，从第一代开始至今，几乎每一步都保持着领先行业1～2年的节奏，“要不快人一步，跑过行业发展速度，要不慢人一拍被人替代”。
挑战行业短板
“要做就要做得捅破天花板”
从一代到三代，从硅氧到硅碳，如果说“致德”此前一直做的是加法，那么如今，一路奔跑的它开始思考做减法。
“虽然舍不得，但精力有限，要将某种材料做到极致，只能舍弃其他，专注某个研发领域。”据介绍，相比传统的石墨材料和硅氧负极材料，硅碳负极材料不仅可以显著提升电池的能量密度（是传统石墨电池的5～6倍），还具有较好的安全性和快充性能。随着新能源汽车和消费电子对高能量密度电池需求的增加，尤其是低空经济地位提升至国家战略性产业，带动飞行汽车快速发展，硅碳负极材料行业市场前景广阔。
这只是其中一个原因。在本就是硅碳专业行家的陈青华看来，硅碳负极材料和目前其他材料的本质区别在于它是复合材料，就像一个可灵活组合的活动模块，可根据需要添加主要成分以及调整比例，达到性能和成本的最佳契合点。
陈青华用“充满想象力”来形容硅碳负极材料。“目前的电池行业，基本采用传统石墨材料和硅碳混用的方式，即便只是加入5%的硅碳负极材料，电池的性能也会大幅提升。”讲到硅碳负极材料的性能优点，他明显有些兴奋，“今年行业平均添加率是10%，明年就会上升到15%，后年可能就达到100%，完全颠覆传统材料，实现全替代。”他拿手机电池的容量给记者解释：以前主流机型电池容量只有4000毫安时，去年增加到5000毫安时，今年开始出现6000多毫安时，后年可能会是7000多毫安时，“对手机用户来说，以后可能5分钟就充满电，充一次可以使用超过24小时，甚至48小时”。
当然，目前来说，这还只是美好的理想。陈青华介绍，硅碳负极材料在终端产品上的应用速度非常快，业内对它的研发却还有很大的探索空间。他认为，未来5年，锂电池行业的商业化突破和探索都会集中在硅碳负极材料领域，如何通过技术提升和创新来不断发掘这个材料的潜力，是目前各头部企业均重点关注的方向。所以，他慢慢舍弃其他，逼着自己跟硅碳新材料死磕，“提前预判行业短板，做一些别人做不了的，敢于捅破天花板，是对自己的挑战也是对行业的挑战。”
他说他们的目标，就是能将硅碳负极材料做到极致，最终实现对传统材料的完全替代。
记者手记
这是一个快速向前的时代，尤其在新技术层出不穷的前沿领域。正如“致德”所说，稍慢一步就会被取代。
“材料有研发、生产有标准，除此之外更需要创新力。”在陈青华的思维逻辑里，有着没有创新就会随时被替代的危机感。除了保证质量、节约时间，还有一个很重要的优势是节约成本，“同样的研发和生产，成本是同行的一半，省下来的钱用来保障团队的创新力”。
创新力，已成为它刻在骨子里的基因。
记者 陈月丹/文 张辉/摄/视频
编辑：吴裕慧
一审：施新杭
二审：卢立明
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