安徽马鞍山:聚焦“黑白”材料 向“微”求“新”

2025年02月18日 来源: 点击:

中新网马鞍山2月17日电 (记者 张俊)马鞍山,这座曾经以钢铁产业闻名的城市,如今正从传统产业迈向新能源材料领域,从这里生产的“一黑一白”两大材料颇受关注。“黑”是碳气凝胶,一种新型轻质多孔碳材料;“白”是高性能空心玻璃微珠,细如面粉却强度惊人。近日,中新网记者走进中钢集团马鞍山矿山研究总院(以下简称“中钢矿院”)一探究竟。

中钢矿院的历史可追溯至1963年,其诞生之初的使命是为矿山企业提供技术服务。近年来,研究院瞄准新材料赛道,将目光投向更广阔的民用市场。“我们过去为矿山服务,现在要用材料技术为新能源产业赋能。”中钢矿院总经理徐修平表示,这两项技术均源自实验室,中钢矿院联合国内相关研究单位组建专项团队历时10余年攻克工程化难题,最终实现量产。

安徽马鞍山:聚焦“黑白”材料 向“微”求“新”科研人员正在实验室进行空心玻璃微珠的研发测试工作。中钢矿院 供图  “黑科技”碳气凝胶:破解硅碳负极膨胀难题

在锂电池负极材料从石墨向硅碳升级的浪潮中,碳气凝胶成为关键材料。传统石墨负极的理论容量已接近天花板,而硅的理论容量是其10倍,但致命缺陷在于充放电时体积膨胀率高达300%,易导致电池失效。

硅碳负极是将硅颗粒“装”进多孔碳构建的“纳米房子”中。碳气凝胶作为一种新型多孔碳材料,成为首选之一,“碳气凝胶的多孔结构能有效抑制硅膨胀,同时提供稳定的导电网络。”中钢矿院总经理助理刘亚辉解释。与市场上主流的生物质多孔碳不同,该院采用树脂碳路线,通过优化原料与工艺,使产品兼具高强度和成本可控性。

2018年,碳气凝胶项目组成立;2021年完成中试;2023年实现百吨级量产。目前,该材料已通过国内几家头部电池企业的认证,并应用于高端手机、无人机等消费电子和小动力电池领域中。“今年起,产品正式进入批量供货阶段,市场需求远超预期。”刘亚辉透露。

安徽马鞍山:聚焦“黑白”材料 向“微”求“新”图为科研人员研发的高性能空心玻璃微珠。中新网记者张俊 摄  “小白珠”撬动大市场:空心玻璃微珠的跨界之旅

另一项“不起眼”的产品——高性能空心玻璃微珠,同样展现出惊人潜力。这种直径与头发丝大小相似的微珠,密度接近水的十分之一,却兼具低导热、高强度的特性。

在油气开采领域,它被用作深井钻探的“密度调节剂”;在航空航天领域,成为复合材料的“轻量化担当”;在建筑涂料中,化身隔热保温的“隐形卫士”。科研团队通过改进制备工艺,将微珠的成品率从前期的60%提升至现在的95%,成本降低30%。

“技术转化的核心是平衡性能与成本。”研发团队回忆,仅原材料筛选就耗时一年,试验了上百种配方。如今,该产品年产能达万吨。

安徽马鞍山:聚焦“黑白”材料 向“微”求“新”图为安徽省马鞍山市马钢集团生产园区。(无人机照片) 中新社记者 张娅子 摄  产学研融合助传统产业实现市场突围

“黑白”材料的产业化之路离不开独特的“技术转化基因”。企业前身是研究院所,团队多由矿物加工、材料化学等领域的技术骨干转型而来。“我们擅长把实验室技术转换成工业产品。”刘亚辉坦言。

以碳气凝胶为例,团队在引进实验室技术后,重点攻关装备放大与工艺优化。从克级试验到吨级生产,反应釜设计、温控精度、干燥工艺等环节均需重新摸索。“论文可以不计成本,但产业化必须考虑市场接受度。”

这种“工程化能力”成为核心竞争力。“我们近30%的员工为研发人员,与河海大学、安徽工业大学等高校开展联合技术攻关,开发特种材料。”刘亚辉介绍,2023年,企业入选安徽省“专精特新”小巨人名单,成为马鞍山经开区16家国家级“小巨人”企业之一。

眼下,中钢矿院扩产工作正在推进中,碳气凝胶产能将提升至千吨级;空心玻璃微珠的应用场景也在向5G通信、深海探测等新兴领域延伸。“新材料产业比拼的是持续创新力。”刘亚辉说。

马鞍山经开区党工委副书记刘凌介绍,当地已形成新能源汽车、能源电子等产业集群,将为新材料企业提供“从实验室到生产线”的全链条支撑。

从为钢铁“挖矿”到给电池“造房”,中钢矿院的转型之路,恰是马鞍山拥抱新质生产力的缩影。马鞍山将以“黑白”材料创新为支点,不断开拓新材料市场,发展新质生产力。(完)

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