经过评测 ， 709课题组研制的煤基快充负极材料初始存储容量突破了372mAh/g的理论比容量 ， 还可满足在5C（C表示电池充放电时电流大小的比率）条件下快速充电 。 首次比容量可达365~375mAh/g ， 比市面快充产品提升5%~10%；在同等的大倍率下容量保留率比市售产品提升10%~20%；可使充电时间缩短至20分钟以内 ， 不足3000元/吨的无烟煤摇身一变 ， 身价涨了20余倍 。
工程化之路并非易事
由于煤炭成分复杂多变 ， 由复杂的有机质和120多种矿物质组成 ， 因此所有的煤基新材料面临的首要工程问题就是原材料的提纯——掌握高效低成本除灰除杂技术 。
传统的煤炭洗选技术只需要把灰分控制在8~11重量百分比（wt%） 。 煤基快充负极材料需要将灰分指标控制在极低的水平 ， 这其中的固液分离、高效脱灰技术等没有先例可循 。
原料不纯就没有研究的基础 ， 原料不过关还会导致材料品质难控制、设备寿命缩短 ， 甚至“蹿火炸炉”等安全事故 。 陈成猛带领团队常驻母校中国矿业大学开展实验研究 ， 经过长达半年的技术攻关取得了突破 ， 经过极限粉碎至微米级甚至能够得到灰分小于2wt%的煤 。
另一项关键技术就是煤炭石墨化 ， 需要在3000℃的高温下对煤炭进行热处理 ， 并且50~100小时不间断运行 。 在此期间 ， 团队成员收集了山西、云南、河南、北京等地20种无烟煤 ， 反复试验上百次 ， 最终掌握了这项核心技术 。
相比其他领域10~20年才能形成一条扎实的技术路线 ， 709课题组能够在短时间内完成突破 ， 主要依托于三大优势——扎实的基础理论、工程化经验、完整的创新链 。
据介绍 ， 709课题组多年来将研究方向集中布局在生物质基、煤基、高分子基先进炭材料上 ， 对电容炭、石墨烯和人造石墨三个方向均有深入研究 。 前两个方向起步早、经验多 ， 在炭材料热处理方面积累了很多经验 ， 而且课题组从针状焦系、石油焦系的人造石墨生产工艺中得到了不少借鉴 ， 因此 ， 少走了许多弯路 。
依托于以往的中试项目 ， 709课题组组建了一支工程化水平较高的工程师队伍 ， 学科种类齐全、执行力强 。 科学家一边在基础研究方向探索 ， 一边带领工程师协调解决工艺技术难题 ， 最后把整套技术成功在生产线上放大 。
“这种组织能力是我们课题组的强项 ， 也是很多科技成果难以转化的痛点 。 ”709课题组成员、碳基新材料技术负责人李晓明表示 。
跑上游、跑下游 ， 进企业、进展会……即便煤基人造石墨在性能上有着不俗的优势 ， 但作为切入新市场的外来“物种” ， 获得市场青睐并非易事 。
按照709课题组以往的经验 ， 一个自己眼中成熟的材料拿到客户眼前 ， 无论介绍得如何天花乱坠 ， 也很难打动人 。 对此 ， 709课题组开发了一套独特的应对策略 。
“负极材料还是要放在锂电池身上才能展现优势 ， 我们购买了正极材料、隔膜自制了锂电池 ， 无论是调试还是试验 ， 第一手数据总能迅速掌握 ， 客户的认可度也很高 ， 而且我们还在自制隔膜方面进行了理论探索 。 ”李晓明介绍 ， “课题组的科学家们花费大量精力 ， 频繁与锂电池及负极材料龙头企业保持密切接触 ， 了解最前沿的下游需求 ， 针对性地改进指标 。 ”
随着锂电池市场规模的急剧扩张 ， 行业技术日新月异 ， 更新极快 ， 行业龙头企业都在紧锣密鼓布局下一代负极材料 ， 709课题组也把产业化提上了日程 。
“探索研究煤炭原料化、材料化低碳发展路径符合国家的布局 ， 希望通过新一代的负极材料技术 ， 给电动汽车产业更大的信心 。 ”陈成猛表示 。 （见习采访人员李清波）