近日,在位于武漢市洪山區的湖北珈硅能源科技有限公司(以下簡稱“珈硅能源”)中試車間,研發人員正將覆滿棕色粉末的銅箔,封裝進紐扣大小的電池外殼,再對電池性能進行測試。
“棕色粉末是納米硅,這是我們研發的一種新型鋰電池負極材料。它的能量密度是傳統石墨負極材料的10倍,可以使同體積或重量的鋰電池儲存更多電量,能讓新能源汽車的行駛里程再增加50%,且充滿電只要10分鐘。”正在中試車間進行測試的珈硅能源創始人、武漢大學化學與分子科學學院教授金先波介紹說,目前團隊已攻克了超細納米硅制備核心技術,在實驗室里研發出的“未來電池”即將穩步邁向產業化。
3月27日至31日,以“新質生產力與全球科技合作”為主題的2025中關村論壇年會在北京舉辦。在中關村論壇年會展區,集成鈣鈦礦光伏儲能技術的傳音Infinix概念機亮相京東方展臺。該技術全球首創地將儲能領域的新材料應用于移動設備,為移動設備的能源管理提供了創新解決方案,開啟了“光伏+消費電子”的合作新范式。
每臺手機都要用非常少量的錫膏,用得少,但必不可少。把錫膏放大100 倍,能看到一顆顆微米級的圓球,唯特偶研發團隊正在做的,就是把這顆圓球在保證活性的同時,越做越小。
新興產業快速發展,對材料提出了更高要求,也加速推動了新材料的創新過程:80米以上海上風電葉片所需碳纖維增強環氧樹脂,推動低成本大絲束碳纖維量產技術不斷創新;新能源汽車要輕量化,更輕、性能更好的鋁合金、鎂合金材料是題中應有之義;薄如紙、可彎曲、能貼在衣服或窗戶上使用的鈣鈦礦太陽能電池,助力鈣鈦礦層材料制作工藝再提升……
2025年初,深圳市唯特偶新材料股份有限公司(以下簡稱“唯特偶”)發布公告稱,已完成泰國、墨西哥和越南三家海外公司的戰略布局。
唯特偶是國內微電子焊接材料行業第一家在A股上市的企業。伴隨中國消費電子產業的迅猛發展而崛起,唯特偶目前在錫膏市場的產量位列全球第三、國內第一。
走進位于深圳龍崗區的唯特偶工廠,本刊記者看到一只只綠色罐子正在被運往全國各地,罐子里是一種類似水泥的材料——錫膏,作為微電子焊接材料,這是電子信息產業必需的消耗性材料之一,廣泛應用于消費電子、智能家電、新能源汽車、5G通信、半導體封裝等多個產業環節的電子器件。
唯特偶董事長廖高兵向本刊記者展示了一個手機芯片,每個元器件要焊接在電路板上,焊接材料用的就是唯特偶的錫膏。
電子制造產業興起在歐美國家,發展在日、韓、新加坡等地,上世紀90年代后產業重心逐步轉移到中國。2010年之后,伴隨智能手機、筆記本電腦等消費電子產品的不斷興起,中國成為全球規模最大、供應鏈最完整、工藝制備技術水平先進的電子制造業基地。隨著下游應用領域不斷擴大、終端電子產品持續升級換代,微電子焊接材料的用量不斷增長。
“我在上世紀90年代就和化工結緣,在‘大哥大’時代就開始做錫膏,第一個客戶是華碩電子。那時元器件比較大,后來手機越來越小,電視越來越薄,元器件越來越緊密,對我們的焊接材料要求也越來越高?!绷胃弑貞浀?,“當時國內錫膏市場近一半的銷售份額由美國、日本等知名外資企業占據。隨著國產化替代的風口來臨,唯特偶依托珠三角強大的產業鏈基礎,對標國際最高檢測標準,攻克技術難關,通過技術提升和產品系列的多元化,到2013年左右初步奠定了在微電子焊接材料領域的優勢地位。”
把錫膏放大100倍,能看到一顆顆微米級的圓球,唯特偶研發團隊正在做的,就是把這顆圓球在保證活性的同時,越做越小。“錫和其他金屬在不同溫度會產生不同的活性作用,這直接決定著焊接效果。每臺手機都要用非常少量的錫膏,用得少,但必不可少?!绷胃弑f。
隨著電子元器件向小型化、輕薄化及低成本化發展,精密焊接應用領域越發廣泛。在新能源汽車、高端裝備、人工智能等戰略性新興產業上都能看到唯特偶的焊接材料。
近兩年,東南亞電子制造業迅猛發展,對電子裝聯材料和可靠性材料的需求持續攀升,唯特偶布局海外業務,邁出中國新材料出海關鍵一步?!拔磥砦覀儗⒁虻刂埔耍瑢崿F各地技術、人才和市場的深度融合。引領微電子焊接材料全球產業布局。”廖高兵說。
有一種新型尖端材料,只有人頭發絲粗細的1/10,筷子粗細的一小束,就能拉動兩架C919大飛機。這種“科幻”十足的材料,就是碳纖維。
碳纖維被譽為新材料之王,其獨特的高比強度、高比剛度、各向異性的材料特點,使得其在產品的設計與工藝方面均有極大的壁壘空間。市場方面,隨著汽車、航空等行業進入轉型升級的關鍵窗口期,對碳纖維等新材料的需求持續增長,性能要求也在不斷提升。
在常熟高新區的江蘇亨睿碳纖維科技有限公司(以下簡稱“江蘇亨睿”)廠房內,由碳纖維復合材料制作的汽車零部件產品琳瑯滿目,涵蓋了車身件、底盤件、內外飾件。目前,江蘇亨睿在國內汽車碳纖維零部件細分市場持續保持領先地位,競爭優勢顯著。
江蘇亨睿創立于2015年。彼時,碳纖維復合材料的生產和應用技術在歐洲已非常成熟,尤其在高端汽車和航空等領域應用十分廣泛。國內碳纖維復合材料的生產則還停留在傳統工藝上,快速量產技術領域幾乎是空白。江蘇亨睿創始人及董事長顧勇濤看中這片“藍?!?,回國創立了這家公司。
耗時兩年,通過技術攻關,江蘇亨睿的第一款碳纖維產品在2017年問世,這是當時國內首款碳纖維新能源汽車的全車碳纖維覆蓋件。
“當時的技術處于初期,市場上缺乏相關參考案例及專業人才積累。我們一邊組建團隊一邊完成項目,在此過程中建立了碳纖維在汽車上應用的技術企業標準,形成了完整的碳纖維汽車產品開發模式與體系,填補了國內碳纖維復合材料零部件量產領域的空白,讓國內大部分主機廠項目在碳纖維產品開發上,多了一條國產化路徑?!鳖櫽聺嬖V《瞭望東方周刊》。
近十年來,國家大力發展戰略新興產業,如新能源汽車、低空經濟、氫能等,相關產業的蓬勃發展,為新材料行業提供了應用契機。
如今,江蘇亨睿已成為全球領先的復合材料綜合解決方案提供商,并開始向低空經濟領域拓展新業務。
與傳統航空制造業相比,低空飛行器對碳纖維復合材料的應用更為積極。碳纖維復合材料是直升機、eVTOL、無人機等低空產品的機體主要結構材料,甚至還出現了全復合材料機體的應用。
在技術、?供應鏈等方面,低空產業與新能源汽車有著高度的互補性和協同性。與新能源汽車一樣,低空產業鏈也呈現出流程短、節奏快的特點,對成本控制也有很高要求。
“作為較早布局低空賽道的碳纖維復合材料企業之一,我們擁有豐富的汽車、航空領域交叉經驗,并已形成了成熟的服務體系,這種優勢讓我們能夠完全適應低空產業的節奏和需求,為客戶提供多樣的解決方案?!鳖櫽聺f。
有一種新型尖端材料,只有人頭發絲粗細的1/10,筷子粗細的一小束,就能拉動兩架C919 大飛機。這種“科幻”十足的材料,就是碳纖維。
日前,江蘇亨睿參與設計制造的全球最大無人貨運飛機白鯨航線W5000成功總裝下線。作為碳纖維零部件及機體設計、制造及總裝一級合作伙伴,江蘇亨睿已不同程度參與了現有國內低空市場上相當數量的主流機型的開發及制造,客戶包括小鵬匯天、翊飛科技、壹通無人機、西飛民機、白鯨航線、覽翌航空、倍飛智航等。
百川盈孚數據顯示,2024年,國內碳纖維行業新增產能為1.53萬噸,同比增長12.73%。產業規模穩居全球前列,產品性能穩步提升,產品在高端領域的應用逐步拓展。中國已經成為全球重要的碳纖維生產國和供應國,基本構建了具有中國特色的碳纖維自主技術體系,實現了產品、技術和產業鏈配套的多元化發展。未來,隨著軌道交通、風力發電、新能源汽車等行業的深入發展,碳纖維復合材料的應用潛力還將不斷被挖掘出來。
綠色發展是高質量發展的底色。2024年我國單位國內生產總值能耗降幅超過3%,綠色制造、綠色能源、綠色建造等各領域的亮眼數字背后,都離不開新材料的巨大貢獻。
2010年,全球光伏發電累計裝機容量達到了40GW,近5年增長率超過了49%。中國光伏應用已進入加速發展期,國內光伏市場有望在未來10年迎來爆發式增長。
“一顆顆EVA粒子(乙烯-醋酸乙烯共聚物,一種重要的高分子材料)看起來不起眼,實則是中國新材料產業創新的縮影?!甭撱虏牧峡萍脊煞萦邢薰荆ㄒ韵潞喎Q“聯泓新科”)董事長鄭月明向《瞭望東方周刊》記者展示了這種白色略透明的顆粒。
封裝膠膜是太陽能光伏電池片的重要材料之一,此前其原材料EVA光伏膠膜料生產技術長期被國際化工巨頭壟斷。隨著光伏產業的快速發展,EVA光伏膠膜料的需求量也隨之快速增長,具有極大的國產化替代空間。
聯泓新科定位高端新材料,2015年就前瞻性地布局了EVA光伏膠膜料產品。
據鄭月明介紹,在EVA光伏膠膜料開發過程中,遇到的一個難題就是裝置高壓循環系統換熱器結垢嚴重。
EVA裝置高壓循環系統換熱器內部管線數量龐大,且存在多個彎點。同時,EVA物料黏度高,在換熱器中極易結垢,導致換熱器堵塞。而清洗過程因為換熱器管道細長、管內污垢黏度大等原因難度極大。彼時裝置全部為國外進口,需要通過專利商聘請國外的專家和服務商進行清理,整個清洗過程時間長、成本高。
對此,公司研究通過開展技術攻關、和國內服務商合作開發自主除垢清洗設備、定做新換熱器等方式,成功實現EVA高壓循環系統換熱器自主清洗除垢,讓受制于外國服務商的換熱器清洗除垢操作成為常規操作,清潔效率高、效果好,EVA裝置成功突破了光伏料產品生產瓶頸。
聯泓新科在國內率先開發出EVA光伏膠膜料,推動進口替代,成為后來中國光伏產業高速崛起“幕后功臣”之一。
近些年,聯泓新科堅持自主研發,攻克多個進口依賴度較高、市場較緊缺的新材料產品,已布局新能源光伏及電池材料、生物可降解及生物基材料、電子材料和其他特種材料等領域,在建項目絕大多數采用自主開發技術。在光伏膠膜材料方面,除了EVA外,聯泓新科還掌握了全套POE(聚烯烴彈性體)材料生產工藝,正在建設10萬噸/年POE項目。
最新數據顯示,目前我國化工新材料行業整體自給率達到61%,產業規模超過萬億元。預計到2028年,我國化工新材料產能將達到5000萬噸/年,形成一批具有國際競爭力的技術和產品。
“在全球能源結構加速轉型、我國‘雙碳’戰略持續推進的背景下,新能源行業快速發展,讓EVA、POE等新能源材料的需求也隨之保持較快增長?!编嵲旅鲗ζ髽I未來充滿信心,“另外,人工智能、量子信息、機器人等戰略性新興產業和新材料制造業進行深度融合,還將大幅提升新材料產業安全生產、流程控制、工藝優化、需求預測、智能排產、設備維護、供應鏈管理等方面的效率。總體來看,新材料產業升級發展空間巨大?!?/p>