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科技日报记者 史俊斌

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9月22日上午,由中国航天科技集团四院自主研制并合格交付用户的国内首个直径3.0米新能源锂电铜箔核心装备阴极辊新产品在西安面市,填补了国内行业技术空白,实现了大直径阴极辊的月产能力突破百台大关,标志着我国超大直径阴极辊制造技术实现了重大突破。

我国超大直径阴极辊制造技术实现了重大突破

新能源汽车、数码产品、储能设备的发展核心在于电池技术,而锂电铜箔正是锂电池的重要材料之一。阴极辊作为铜箔生产的核心设备,其规格尺寸、导电能力、晶粒大小,都涉及铜箔的生产效率、经济效益和产品质量,一直以来都是铜箔企业关注的核心和焦点。

我国锂电铜箔的生产设备阴极辊长期被外企垄断,严重制约着国产新能源电动汽车、数码产品、储能设备的发展。中国大直径阴极辊的研制与生产相继经历了1.5、2.0、2.7和3.0几个历程,先后攻克了大直径阴极的材料成形、结构优化、钛筒旋压、热装等多项核心技术。2016年,首件直径2.7米的金属钛筒旋压成型成功,国内首台拥有完全自主知识产权的直径2.7米阴极辊在陕西顺利下线;2020年航天四院研制出2.7米“新一代高精度进口替代阴极辊”,不仅使钛筒晶粒度从此前的7-8级全部提高到10级以上,钛筒内部组织致密性、电流密度均匀性和导电能力也大幅提高,生箔质量显著提升。“3.0m大规格高精度阴极辊”成功研制出,可生产效率同比提高13%、能耗相对降低3%,晶粒度超过10级,电流超过6万安培,导电更均匀、品质更稳定,性价比更高,必将为用户创造更高价值。

我国超大直径阴极辊制造技术实现了重大突破

据航天科技集团四院院长助理李树海介绍,四院依托航天固体火箭发动机金属壳体旋压设备和金属圆筒无缝旋压成形工艺等技术优势,将阴极辊制造逐步培育成企业重要的民用产业项目。相继与原材料冶炼锻造企业和行业专家,以及西安交大、西工大等高校联合开展技术攻关,采用无缝旋压成形钛筒技术及特殊工艺制造的阴极辊,相较于国外企业采用卷焊成形钛筒技术制造的阴极辊,其最大优势就是钛筒厚度大、寿命长,生产出的箔面无压痕、无亮带,铜箔品相更好。自2016年下半年至2022年上半年,为国内50余家铜箔生产企业生产制造了各种规格的阴极辊达上千台,累计签订合同近50亿元,产品国内市场占有率达70%以上。

我国超大直径阴极辊制造技术实现了重大突破

科技日报记者 史俊斌 图