钠电池被视为下一代储能的重要方向,但其负极材料——硬碳,长期依赖进口,价格高昂。如今,安徽的竹子给出了一条国产替代的路径。
在科大硅谷片区,一家成立仅一年的初创企业,用上千次烧结实验,将竹子烧成性能优异的硬碳材料,成功应用于钠电池负极,克容量达350mAh/g以上。这项技术的背后,是中国科大先研院一个博士生团队持续数年的攻关。如今,年产2000吨的产线正在铜陵建设,总投资1亿元,计划年内投产。
从实验室的克级样品到百吨级中试,技术完成了链条验证;从决定创业到完成三轮超千万元融资,只用了不到一年。用安徽的竹子,做出过去只能依赖进口的材料——这条路,正在变成现实。
竹子里烧出的硬碳
胥李志是中国科大先研院的在读博士生。2022年,他开始跟着导师李闯做生物质碳材料研究,寻找钠电池负极材料的国产化替代。
在实验室里,他和团队试过秸秆、核桃壳、杏壳、竹子……几乎把所有能找到的生物质原料都烧了一遍。最终发现,竹子烧出来的硬碳材料性能最好。
“我们经过了上千次烧结实验,研发的竹基硬碳材料克容量达350mAh/g以上,首次库伦效率达92%,在零下30摄氏度仍能保持80%以上的容量。”胥李志告诉记者,选择竹子,性能是核心考虑因素;还有一个重要因素是,安徽竹子资源丰富,量大、稳定。“也算是带动乡村产业链。”
目前,团队拥有5项已授权发明专利。从实验室克级样品到百公斤级产线,再到百吨级中试阶段,技术完成了链条验证。
2025年3月,国科碳芯成立。一年内完成三轮融资,累计超千万元。今年,公司在铜陵建设年产2000吨产线,能支撑1G瓦时钠电池的需求,总投资1亿元,计划年内投产。
一场持续数年的尝试
胥李志因求学来到合肥,因创业留在合肥,被称作“科漂”。他是河南人,本科在南京读化学材料。2022年9月,他被保送进入中国科大先研院,做生物质碳材料研究。大四最后一个学期,毕设还没做完,他就提前跑到合肥,一头钻进实验室。
攻克研发这五年,他最头疼的是中试阶段。
“实验室里烧出来的材料,克容量能做到300毫安时每克。放大到批量生产,同样的温度、同样的时间,出来的材料克容量掉到了200多,很不稳定。”他向记者解释,实验室烧一克硬碳,烧得很均匀、很透。但到了大炉子里,几十吨材料可能烧不透,受热也不均匀。
解决方案听起来简单——调温度、延时间。但实际操作起来,是成百上千次试错。
拿调温度来说,胥李志和团队以20摄氏度为一个梯度一点点往上调,1100摄氏度、1120摄氏度、1140摄氏度……烧一批材料,升温降温就要两天时间。他翻了翻实验记录本回忆,中试阶段一天要烧近20个样品,这几年尝试了2000多次。
“前期很枯燥,做不出来的时候也很郁闷。”他很坦诚,但当逐步做出成果后,看到实验室里的研究真能应用在实处,他觉得一切都值得。
7个月从“书架”到“货架”
上大学时,胥李志就有了创业的想法。本科时他参加过不少创新创业比赛,但他说自己“不是为了比赛而比赛”,而是想验证科技成果能否真正转化为生产力。
他的想法在中国科大先研院找到了落地的土壤。
2024年3月,中国科大与中电投融和新能源科技有限公司成立联合实验室,专门研究生物质制备钠电池负极硬碳材料。当时,几家钠电池企业有需求,但材料全靠进口,价格贵、来源不稳。胥李志团队依托联合实验室,开始系统推进竹基硬碳的产业化。
2024年底,团队决定正式成立公司。从决定到注册,中间经历了专利作价入股的关键环节。在先研院和合肥市技术经理人事务所的帮助下,团队仅用7个多月就完成了全部流程。
2025年3月,合肥国科碳芯科技有限公司正式成立。
创业初期,资金是最大的难题。中国科大先研院主动对接包河创投等机构,帮团队争取到了千万元级融资。第一轮是合肥市种子基金和包河创投联合投资。第二轮,科大硅谷引导基金独家投资。第三轮,仁发新能基金独家投资。
胥李志提到科大硅谷公司,除了融资支持,还帮助找场地、对接客户、落地应用场景。“尤其是前期从学校出来创业,需要各种资源整合,科大硅谷公司都会帮我们对接。”
这种支持对胥李志来说格外重要。他评价自己原本是个内向的人,但创业逼着他“走出去”,见投资人、跑客户、参加行业活动和学术会议。“你既然要创业,就不能天天封闭自己。”他形容自己做事风格是“决定要做,就一定要做好,有点执着,有点完美主义”。
今年,他还带着项目报名参加了科大硅谷的全球科漂创新创业大赛。在他看来,“科漂”这个词形容自己挺贴切,“你不管在哪,都是为了科技、为了创业,在各个地方跑来跑去。”他也想借大赛让更多人看到,安徽的竹子不仅能烧火做饭,还能做成电池的“心脏”。
责任编辑:陆迪