今年，由蘇非院研制的國內首臺“化學氣相沉積包覆硅基負極材料”的工業(yè)級連續(xù)回轉窯正式上線，生產規(guī)模達到1500噸/年，成功突破了我國硅基負極材料CVD窯爐的工業(yè)化難題，標志著我國在下一代鋰電池負極材料工業(yè)化生產上取得重大進展。
硅基負極CVD 回轉窯項目
隨著新能源汽車對續(xù)航能力、快充要求的提高，鋰電池負極材料趨向高比容量方向發(fā)展。硅基負極的理論容量高達4200mAh/g，相比傳統(tǒng)石墨負極（理論最大值372mAh/g）有顯著提升，被認為是理想的下一代負極材料。而CVD法是解決硅基負極膨脹問題、實現(xiàn)商業(yè)化應用的重要方法。
目前，我國CVD法硅基負極材料的技術研發(fā)已取得一系列重要成果，然而生產工藝壁壘高、單位生產成本高等問題一直制約著CVD法硅基負極材料工業(yè)化進程。
生產工藝壁壘高：CVD法所用的有機硅源、有機碳源等都是易燃易爆的高危品，對設備的密封性、安全性要求異常嚴格，目前國內大多用的都是進口設備；
單位生產成本高：一是進口設備投資大，二是目前生產設備多為示范線或間歇生產線，無法形成連續(xù)、穩(wěn)定、大批量生產，導致硅基負極材料生產成本高，單位克容量的性價比低。
蘇非院依托在非標窯爐設計領域40余年的豐富經驗和全專業(yè)的人才隊伍，成功開發(fā)了工業(yè)級硅基負極材料CVD回轉窯，不僅可以實現(xiàn)連續(xù)化生產、年產量可達1500噸，而且包覆更薄更均勻更完整、一致性更高、循環(huán)性能更好。
在密封方式上，采用我院專利密封技術——動靜環(huán)采用組合密封，盤根+氮氣正壓保護密封，系統(tǒng)綜合考慮了筒體膨脹，確保了窯爐系統(tǒng)優(yōu)異的密封性。
在熱工及機械設計上，充分考慮耐溫、耐腐蝕、蠕變強度等因素，采用特種高溫板材，設計使用溫度高，可長期耐受1000℃-1100℃。
在系統(tǒng)設計上，通過對窯體內氣氛、壓力的精準控制，可以保障窯爐連續(xù)穩(wěn)定運行，使用壽命可達10年以上。
在安全保障上，集成采取筒體超溫/超壓安全保障、回轉窯密封氮氣保護、熱解氣管道壓力檢測堵塞、緊急放散和泄爆、高溫關鍵設備設有氮氣保護及氮氣吹掃等安全保障體系。
硅基負極CVD回轉窯系統(tǒng)建模
蘇非院開發(fā)的年產1500噸硅基負極材料CVD連續(xù)回轉窯，不僅打破了國外對硅基負極材料CVD窯爐的壟斷，突破了我國CVD法工業(yè)化“卡脖子”難題，而且顯著推動整個硅基負極材料的發(fā)展，有力保障了新能源汽車產業(yè)鏈的高質量發(fā)展，有效助力我國“雙碳”目標達成。目前已成功在行業(yè)內進行推廣應用。
蘇非院專業(yè)從事非標窯爐設計，潛心礦物功能材料、化工材料、環(huán)保突破性研發(fā)工作40余載，擁有熱工、機械、自動化控制、環(huán)保等全專業(yè)人才，具備雄厚的技術研發(fā)能力，和窯爐設計、施工、調試經驗，已取得36項相關專利，制定多項標準。