ZSW宣布其负极材料试点工厂已实现全面运行。

巴登-符腾堡州太阳能与氢能研究中心（ZSW）已在乌尔姆的一处试点工厂实现全面投入运行，该工厂能够在实际条件下将电池负极材料从实验室规模扩大到每批高达100公斤的产量。

ZSW在乌尔姆的这条试点生产线现已全面投入运营。

ZSW强调，位于乌尔姆、名为“Powder-Up！”的这条试点生产线是德国首个能够如此大规模地将实验室阶段的电池负极材料投入生产的独立设施。该项目得到了联邦政府及巴登-符腾堡州政府的资金支持，现已向工业界和科研人员开放使用。

ZSW还指出，阴极材料“在很大程度上决定了高性能电池的性能与安全性”。然而，将研究成果转化为工业化的电池生产仍是一项巨大挑战。未来的新试点生产线有望解决这一问题。据相关负责人介绍，该生产线涵盖了从合成到分析及质量控制的整个流程链。此外，它还整合了数字化过程管理以及高度自动化的分析系统，旨在缩短开发周期并为人工智能应用提供数据支持。

“谁想在德国和欧洲以具有竞争力的方式生产电池电芯，就必须能够获得最优质的材料，”乌尔姆ZSW董事会成员、电化学能源技术业务部门负责人马库斯·赫尔茨勒教授如此评论。“通过Powder-Up！，企业可以验证自己的材料方案是否适合工业化应用，共同开发新的合成方法，或利用数字化数据平台。因此，ZSW成为了所有希望研发更优电池材料并为其大规模生产做准备的人们的全国性合作伙伴。”

众所周知，负极材料构成了电池的正极。不过据ZSW称，在锂离子电池中，它们却是成本最高且对环境影响最严重的组件。因为除了锂之外，这些材料还含有镍、钴等其他关键原材料。此外，“由于在电池中不可或缺，负极材料一直在不断得到改进。因此乌尔姆的研究重点在于NMC型负极材料。[…]通过有针对性地调整镍、锰和钴的比例，可以平衡不同应用场景下的能量密度、使用寿命、稳定性及成本”，相关声明中如此写道。

据ZSW称，该试点生产线投入运行后不久，就成功将最初的几克材料样品的产量提升到了15公斤级别。其中关键的一步是对材料进行600至1,000摄氏度的高温处理，且温度必须精确控制在几度之内。为此，该设施配备了能够精准模拟工业流程的专用炉子。

目前，乌尔姆的研究工作还集中在另一类阴极材料上：磷酸铁锂（LFP）。据ZSW称，这类材料的产量也已达到公斤级。此外，项目发起人还将钠离子电池用材料视为另一个重要研究方向。

该试点生产线总面积约为2,400平方米，汇集了135台以上的设备和装置。这些设施既可用于材料研发，也能支持从10克到100公斤不等的规模生产。通过专门设计的设备，还可以采用高通量技术开发所谓的合成路线，从而能够同时测试多种方案并快速进行优化。

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在乌尔姆，材料特性分析还采用了一系列先进技术，如扫描电子显微镜（SEM）、用于高分辨率分析的聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）、能量色散X射线光谱分析（EDX）、拉曼光谱、扫描力显微镜（AFM）、X射线荧光分析（RFA）以及X射线衍射（XRD）。据相关负责人员称，所有这些方法都能实现对材料结构、成分及性能的详细分析。电化学测试则在纽扣电池上进行，这类电池同样在ZSW制造，并在其内部的电池测试中心进行验证。合成与测试过程中产生的所有数据都会被数字化记录，随即用于后续的材料研发工作。此举旨在显著缩短开发周期并提升成果质量。

可进行针对性优化。

如前所述，该试点装置是由德国联邦研究、技术和航天部（BMFTR）以及巴登-符腾堡州共同出资建设的。该州为这座建筑提供了约1000万欧元的资金支持，而联邦政府则出资约2400万欧元用于设备技术及所需基础设施的建设。项目于2022年初启动，经过采购、建造和安装后，该装置于三年后的2025年3月正式投入运行。不过直到现在它才进入全面运营状态。2024年，electrive也曾报道过这条试点生产线的相关情况。

德国联邦研究、技术和航天部长多萝西·贝尔就该项目的全面投入发表如下看法：“我的目标是让电池技术和电池材料不再仅停留在实验室概念阶段，而必须转化为实际产品——这正是‘德国高科技计划’的核心宗旨。”通过“Powder-Up!”项目，她的部门与巴登-符腾堡州共同进行了针对性投资，旨在加快新型电池正极材料的商业化应用进程。“这样我们就能有针对性地加速从实验室到工业应用的转化，让‘德国制造’的电池技术成为品质的象征。”