从2015年的环保初心,到2022年的量产突破,再到未来的产能扩张,桓能芯电走出了一条全水性工艺的创新之路。
如何用最环保的水,解决电池回收和生产的双重难题?
桓能芯电作为GRST集团旗下专注于锂电全水性工艺产业化的核心企业,依托集团资源与产业链协同优势,以“用水回收”为初心,如今已成长为行业首家实现全水性正极商业化大规模量产的企业。
三年前,其1GWh工厂正式投产,凭借十年深耕,一举打破全水性工艺规模化应用的行业僵局。
政策与市场共振,全水性工艺的破局时刻
当下的锂电行业,绿色低碳、降本增效成为产业升级的核心方向。
政策端,欧盟对有毒溶剂的严格限制及碳关税政策落地,国内《国家锂电池产业标准体系建设指南(2024 版)》强化绿色低碳标准,“双碳”目标下的政策红利持续释放,驱动产业链向环保生产模式转型。
市场端,2026年锂电行业将持续上行。据GGII预估,全年中国锂电池总出货量将同比增长近30%至2.3TWh以上,其中储能锂电池出货量突破850GWh,增速超 35%,储能市场绝对增量将有望首次超越动力电池。
同时,行业供需紧张格局延续,头部电芯及上游材料企业均维持满产状态。1月 12日,碳酸锂期货价格时隔两年重回15万元关口,材料涨价压力向下传导,行业对低成本、可持续生产工艺的需求愈发迫切,全水性工艺的环保与成本优势持续凸显。
储能市场的爆发,则为全水性工艺提供了绝佳落地场景。磷酸铁锂材料凭借安全与稳定性主导储能领域,其对长期可靠性、环保性与成本控制的核心需求,与全水性工艺的技术优势高度契合。
桓能芯电相关负责人表示:“全水性工艺从设计之初就聚焦绿色与高效,涂布烘干温度仅需65-85度,无需额外投入高耗能的除湿设备与溶剂回收系统,长期规模化生产能持续降低能耗支出,同时简化废旧电池回收流程,形成贯穿生产与回收的全生命周期优势。”
供应链成熟度的提升,进一步加速全水性工艺的推广。该负责人补充:“早年布局时,专用材料与设备依赖进口,成本高且供应不稳,制约技术落地;如今水性专用材料和设备国产化率大幅提升,既降低了技术应用风险,更支撑企业持续迭代技术、优化成本。”
技术层面的突破则彻底打破了“实验室可行,量产不可行”的魔咒。“全水性工艺曾面临界面稳定性、水分残留和极片附着力等核心卡点,这些问题直接影响电芯寿命与安全。”桓能芯电技术团队介绍,“通过粘结剂改性、配方优化等一系列创新,我们已经攻克了这些行业痛点,为规模化量产扫清了技术障碍。”
十年攻坚,从“颗粒无收”到量产良率96.5%
桓能芯电的全水性之路,走的是一条“倒推式”研发的独特路径。
最初团队的目标是解决废旧电池绿色回收问题,在发现正极无法通过水浸泡分离后,便萌生了从生产端入手的想法——若生产时采用水性体系,回收难题或将迎刃而解。
而这一想法的落地,离不开GRST集团内兄弟公司,嘉泓新材料(广东)有限公司在水性粘结剂领域的技术支撑,双方围绕“生产-回收”全链路需求,开展针对性技术适配与工艺优化。
当时市场上并无适配需求的正极水性粘结剂,嘉泓率先启动研发攻关,同步推进负极水性粘结剂技术迭代,为桓能芯电的生产工艺突破与回收效率提升奠定基础。
这条协同创新之路,同样遭遇了无数挑战。2015年底相关研发工作启动后,经过数年实验室小试成功,团队满怀信心进入中试阶段,却遭遇了“滑铁卢。
“刚开始中试时,一张合格的极片都到不了装配车间,可谓颗粒无收。”回忆起当时的困境,桓能芯电生产团队仍印象深刻,“涂布速度上不去,极片要么开裂要么断带,问题接踵而至。我们的研发和生产团队连续几个月通宵达旦守在搅拌和涂布车间,一点点收集数据、分析现象,通过海量数据推导,终于找到了量产的关键窗口。”
这份坚持换来了突破性成果:嘉泓自主研发的无氟粘结剂,通过优化多官能团比例、单体提纯等技术,将磷酸铁锂浆料固含提升至60%以上,细度控制在 15µm 以下,解决了浆料难分散、流动性差的行业痛点;
桓能芯电基于该粘结剂实现全水性生产工艺35m/min的涂布速度,40米烘箱就能稳定量产,涂布良率达99.5%以上,COV仅0.3%;量产直通率更是达到96.5%以上,远超行业中试阶段85%-90%的水平。
“水分控制是全水性工艺量产的关键中的关键,水分超标会直接影响电芯寿命和安全。” 桓能芯电技术团队介绍,企业在电芯除水环节做了一系列工艺优化,最终将注液前电芯水分含量控制在150PPM以下,为电芯长循环寿命提供了重要保障。
回收环节的创新同样亮眼。“传统回收方式不仅能耗高、黑粉纯度低,还会产生含氟废气,污染环境。我们借助水性粘结剂的水溶解可逆性,用水就能实现活性层脱离,黑粉回收率95%以上,纯度超过99%,既降低了成本,又实现了环保。”桓能芯电回收技术负责人解释道。
如今,桓能芯电已构建起“无氟粘结剂研发—全水性生产—水性回收”的全生命周期绿色闭环,公司及GRST累计拥有专利超270份,覆盖全产业链关键环节,形成了独特的技术壁垒。
市场验证,硬核性能赢得行业认可
2022年,桓能芯电一期1GWh工厂正式投产,成为行业首家实现全水性正极商业化大规模量产的企业,其产品实力很快通过了市场的严苛检验。
“由于全水性工艺是行业创新路线,初期推广时,多家上市公司客户针对产品性能开展了额外的严格测试,覆盖全循环寿命、电池包适配、复杂工况模拟等多个维度。” 桓能芯电市场团队介绍,最终产品凭借稳定的性能表现顺利通过所有测试,成功导入供应链,用实际应用验证了技术的可行性与可靠性。
目前,桓能芯电的全水性磷酸铁锂软包电芯已在小动力市场站稳脚跟,核心性能亮点突出:循环寿命高达3000次,可满足5年以上使用寿命需求;支持2C充电、3C放电的高倍率性能,适配多样化使用场景;高温45℃环境下循环寿命达1000 次,能从容应对高温地区使用需求;低温-20℃放电容量保持率超70%,有效覆盖寒冷地区应用场景。
安全方面,产品通过新国标GB 43854-2024全部安全测试,包括针刺、130℃热滥用、过充过放短路等严苛项目,获得3C认证,充分保障了使用过程中的安全性。
产能方面,桓能芯电计划2027年启动5GWh产能建设,占地200亩,全面升级智能制造体系,“未来我们将进一步扩大全水性工艺的规模化优势,推动其在小动力、储能等更多场景的普及,布局全球绿色供应链,让绿色、高效的锂电技术惠及更多行业。”其相关负责人透露道。
从2015年的环保初心,到2022年的量产突破,再到未来的产能扩张,桓能芯电走出了一条全水性工艺的创新之路。
未来,桓能芯电的目标始终清晰:让锂电生产和回收都能更环保、更经济,让绿色闭环的锂电新生态落地生根、持续生长。
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