宁波这家企业自主研发材料配方

用头发丝1/100粗的纳米纤维 织出耐1300℃高温的陶瓷材料

浙江柔荷新能源材料有限公司生产车间。

这种纳米纤维织成的陶瓷材料能抗住1300℃的高温。

“一组电池起火时,温度瞬间能达到1000℃左右,还会迅速蔓延并引燃周边电池。我们研发的陶瓷纳米纤维防火隔热气凝胶材料插在电池组之间,能阻止火势扩散,为乘客争取宝贵的逃生时间。”浙江柔荷新能源材料有限公司董事长闫建华称。

一辆新能源汽车通常需要用到3000片左右的这种材料,每片仅重7克,厚度不足1毫米。而织就它的纳米纤维,细得只有头发丝的百分之一。

11月11日,记者在柔荷亲眼见证了它的神奇:科研人员先让记者感受了材料轻如柳絮的质感,随后将其直接铺在手臂上,用高温喷枪喷射出1300℃的火焰。令人惊叹的是,材料表面仅留下轻微灼痕,试验人员的手臂毫发无损。

这种敢于“直面”烈焰的材料,是柔荷自主研发的弹性陶瓷纳米纤维气凝胶。凭借卓越的柔韧性和隔热性能,它在新能源汽车、石化管道、工业设备等领域拥有广阔的应用前景。

作为一家去年4月才成立的新公司,柔荷如何在短短一年半内攻克技术难关,研发出性能如此“过硬”的产品?

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从实验室到扎根产业

走进位于镇海的柔荷生产车间,仿佛踏入了未来工厂,车间里空无一人,只有自动化设备在有条不紊地运转。“我们已经实现了智能化生产,工人都在电脑前监控和操作。”闫建华解释。

1987年出生的闫建华,性格开朗,采访中不时发出爽朗的笑声。“我原来是东华大学的博士生导师,一直在研究这种材料。”

事实上,自2017年起,他就带领团队专注于陶瓷材料的研发,先后培养了近30名博士和硕士研究生。

和许多在实验室默默耕耘多年的科研工作者一样,闫建华心中也始终怀揣着一个梦想,那就是把实验室里的研究成果应用到实际生产生活中,实现规模化量产。

“实验室里的成果再独特、再创新,也终究局限在一方小天地里。”谈及创业的初衷,闫建华说,“只有得到市场和产业的认可,这些科研成果才算真正有了用武之地,也才能为拓展这一新材料细分领域开辟出更多可能。”

2022年,闫建华就萌生了创业的想法,他最初将目光锁定在固态电池领域,却因起步资金门槛过高而不得不暂时止步。他与团队迅速调整方向,转而聚焦固态电池中的核心部件——电解质膜。

2023年,在朋友位于慈溪滨海开发区的公司进行中试验证期间,他们的项目引起了镇海区政府的关注。为留住这个初露锋芒的创业团队,镇海区相关领导多次发出诚挚邀请,希望他们来镇海创业。闫建华坦言,团队当时亲身感受到了在招商引资方面的“宁波速度”,他内心深受震撼与感动,很快便决定落地于此。

事实证明,这支初创团队的选择是明智的。“一方面,宁波的营商环境非常优越,政府的支持既全力又高效。”闫建华表示,“另一方面,我们在融资过程中也遇到了不少伯乐,镇海区政府产业基金等纷纷向我们抛来橄榄枝。”

就这样,柔荷的第一批气凝胶产品,在宁波这片“新材料之城”的沃土上顺利诞生。

“我本来是实验室里做基础研究的,做实验和开公司真是两码事。”闫建华笑着说,创业前自己一根白头发都没有,如今已经冒出十几根。“不过,我从不怨天尤人,也不喜欢抱怨。压力大的时候,我有自己释放的方式,比如运动,或者干脆吼两嗓子。”

创业后,他感觉自己的心态和角色发生了很大转变。“公司成立后,我们几个股东各有分工。我原本只负责材料的生产和加工,但因为懂材料,后来也开始跑市场,还会兼顾融资等。当然,他们也一样,都把自己锻炼成了‘全能选手’。”

尽管闫建华性格乐观,但创业路上也难免焦虑。“最大的压力来自投资人,产品迟迟不能落地,他们焦虑,我们也跟着焦虑。”他坦言,“但也正是这种压力,倒逼我们在这么短的时间内就实现了产品量产。”

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“生产线+配方”驱动量产

陶瓷本是绝佳的隔热材料,但原本笨重的它,何以变得如此轻盈?

闫建华用一个通俗的例子打比方:一块完整的板砖很重,但如果将其扎出5000万个孔洞,让空气贯穿其中,板砖就会变得很轻。

“我们的陶瓷纤维之间也存在大量空隙,空气贯穿其中,既减轻了陶瓷产品的重量,又增强了隔热效果。”他进一步说明,“气凝胶在加工过程中,纳米纤维像飘落的雪花一样堆叠,在不同纤维之间形成纳米级的微小孔隙。”

他特别强调,构成气凝胶的纳米纤维极为纤细,单根纤维直径仅数百纳米,比人的头发还要细100多倍。正是这种缠结而成的多孔结构,最大程度实现了材料的耐高温性能。

凭借轻质、保温、防火等特性,这种新材料可广泛应用于新能源汽车、石化管道、工业设备等领域。例如,将这种产品制成新能源电池中相邻小电池之间的插片,当某一块小电池发生自燃时,可防止其迅速引燃整个电池组。

然而,相比在实验室中研制不同形态的气凝胶,实现量产仍是一大挑战。

为此,柔荷自主研发了全球首创的弹性陶瓷纳米纤维生产设备。目前车间内已建成4条生产线,总长度超过100米。这些生产线如同车间的血脉,持续不断地输出气凝胶产品。

“我们的研发团队2023年起全力攻关这条生产线,2024年推出第一台原型机,如今终于成功实现投产。”闫建华说,“再加上我们自主研发的材料配方,这两点共同构成了柔荷在这一领域独特的竞争力。”

目前,公司主打生产气凝胶与陶瓷电解质薄膜两项拳头产品,已成功融入宁波本地产业链,开始向多家浙江本地企业供货。此外,他们也正与车企和电池厂展开合作,共同推进固态电池的研发。

凭借强劲的发展势头,柔荷再次站到资本的聚光灯下,目前正在准备进入Pre-A轮融资,目标融资6000万元。

对于公司的下一步发展,闫建华早已做好规划:“我们正在研发隔热性能更优的产品,目标是抵抗2000℃的高温。这个温度相当于火箭进入太空时火箭头部所承受的瞬间高温。”

在新能源汽车等产业蓬勃发展所带来的巨大市场机遇中,他期望有一天将自己研发的纳米纤维产品做到全球第一,并将自主研发的纳米纤维材料配方推广至全世界。“我不仅想让世界看到宁波的产品,也期待这一领域能获得全球科学家的持续关注与推动。”闫建华说。

记者 王婧 陈金辉 石奕懿

通讯员 张超梁