《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

镍杂志 关于 镍及其应用的专业 杂志 《镍杂志》第 40 卷，2025 年，第 1 期

镍与“环境、社会和治理” （ESG） 镍生产的可持续性考量

Veronique Steukers博士 国际镍协会总裁

镍在不锈钢中的应用—— 一种平衡的方法

案例研究 33 KUHBERG饮用水储存设施 HYDRO-ELEKTRIK GMBH

“Kuhberg”项目是目前欧洲最大的不锈钢饮用水储存设施，容量为 12000 立方米，位于德国乌尔姆市，由 Hydro-Elektrik GmbH（水利 电气有限公司）公司建造。该设施主要由 316L（UNS S31603）型不锈 钢、低合金双相不锈钢和标准双相不锈钢制成，旨在提高效率、保持 水质，并减少长期维护需求。

过去五十年间，水储存行业经历了 性，并且可以精确控制厚度和直径。

• 三 根 不 锈 钢 支 柱 支 撑 着 每 个 水 箱的屋顶，水 箱由 12.5 毫米厚的 DN250 型管道（10英寸SCH80S） 构成，使 用 1.4 4 0 4/316L 型不锈 钢。

• 水 箱底部和下部 6.4 米的外壳使用 1.4162/UNS S32101 型低合金双相 不锈钢，具有高强度和耐腐蚀性。 底板厚度为 3 毫米，外壳下部厚度 为4毫米。 • 上 部 外 壳 和 屋 顶 采 用 1 . 4 4 6 2 / S32205 型双相不锈钢。 第40卷， 2025年， 第1期 第1期 22 || 《镍杂志》 《镍杂志》 第40卷， 2025年，

显著变化，从使用不锈钢衬里的

战略性材料的选用，解决了如饮

钢材质搭建、并集成清洗系统的

级需求的难题。

混凝土水箱，发展到完全由不锈

水箱。三个水箱外壳采用 Hydro-

Elektrik GmbH 公司的螺旋缠

绕工艺制成，该工艺将 10 吨卷材 的金属片展开，形成螺旋形状。每

个水箱包含了约 21 吨低合金双相

不锈钢、30 吨标准双相不锈钢以

用水中二氧化氯对水箱耐用性等 通过利用不锈钢的特性和创新工

程，Hydro-Elektrik GmbH公司

为 Kuhberg 格饮用水储存设施

树立了设计、可持续性和耐久性方

面的新标杆。

及 0.3 吨 316L 型不锈钢（用于支 该设施于 2023 年底开始投入使 用。 柱）。 这使得水箱即使直径很大焊接部

改编自《不锈钢世界》杂志发布的

位也很少，从而增强了结构的完整 一篇文章。

编者按： 环境、社会和治理（ESG） 镍行业正处于关键转折期。地缘政治紧张局势和产能向印度尼西亚的

转移，使镍成为焦点，各国竞相确保关键金属资源的供应。与此同时，行

业必须以可持续的方式生产镍。

在本期《镍杂志》中，我们从“环境、社会和治理” （ESG）原则的视角对 镍行业进行审视。虽然该行业的某些部分面临了一些批评，但也有显著

进展。镍的开采与生产对工人、社区和环境的影响得以减轻。国际镍协

会正是众多致力于推动行业实现“环境、社会和治理”高标准的组织之

一，并为此提供了大量工具与研究支持。

可持续发展不仅关乎镍矿商和生产商，还涉及整个镍生命周期的影响。 国际镍协会的成员们均认真对待这一责任，致力于增进人们对镍益处

封面图及上图中所展示的均为在印 度尼西亚南苏拉威西一处前镍矿开 采地种植树苗的场景，彰显了人们 对恢复和修复土地所作出的重要努 力。

的 认识 并 推 动其 负

责 任 地 使 用 。通 过

共享资源和专业知识，

他们推动了科学研究、 同行评审的研究成

果以 及国际 最佳 实 践的发展。

镍在支持社区建设、经济增长和能源转型方面扮演着关键角色。国际

镍协会的使命是倡导可持续的镍供应和镍行业的可持续发展。但这并

非我们一己之力所能完成。我们呼吁整个行业的参与者秉持最高的可 持续性和治理标准，同时也鼓励镍的下游用户对其供应商应用这些标

国际镍协会的《可持续性指导原则》 为企业在迈向“环境、社会和治理” 高标准的过程中提供了路线图，激 励整个行业和价值链采取行动。

准，共同实现对社区、行业与环境的多赢局面。 Clare Richardson

《镍杂志》主编

《镍杂志》第40卷，2025年，第1期 | 3

案例研究33

Kuhberg饮用水储存设施

03

编者按 环境、社会和治理；

04

镍的杰出应用

06

镍的加工处理 镍生产的可持续性考量

08

镍要闻

要闻

02

目录

国际镍协会总裁 Veronique Steukers博士 引领国际镍协会前行

10

可持续性与镍在不锈钢中的应用 一种平衡的方法

12

关于电池方面的访谈 与Mark McArthur博士对话

14

技术问答

15

为什么是镍？

15

UNS 详细资料

16 《呼唤》 BOYANG (BOBBY) ZHANG

Andy Scott 的潜鸟雕塑

《镍杂志》由国际镍协会出版 www.nickelinstitute.org 总裁：Hudson Bates博士 编辑：Clare Richardson communications@nickelinstitute.org 撰稿人：Parvin Adeli、Gary Coates、Mark Mistry、 Geir Moe、Kim Oakes、Pablo Rodríguez Domínguez、 Frank Smith、Lyle Trytten、Odette Ziezold 设计：Constructive Communications公司 期刊内容仅供读者参考，未征求专家意见，不得用于特定 应用或以此为依据。虽然期刊中的信息在技术上是正确的， 但国际镍协会及其成员、工作人员和顾问不承诺，也不保 证它们适用于任何一般或特定用途，对期刊中的不承担任 何责任和义务。 ISSN 0829-8351 Hayes 印刷集团用再生纸在加拿大印刷 库存图片来源： 封面：Getty©SOPA Images，第3页：Getty©NurPhoto， 第6页：Getty©NurPhoto，第10页：iStock©CHUNYIP WONG，第11页：iStock©PhonlamaiPhoto 第15页：VectorStock©Sklyaksun，组合设 计：Constructive Communications公司

4 | 《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

更环保、更清洁 在美国国家科学基金会“化学创新中心”计划的资助下，研究人员开创性

地研发出一种利用氨和碳酸盐从矿石或回收材料中分离钴和镍的新方法。 这种提取工艺的金属纯度高达 99%，更高效，或将促进电子废弃物的可

持续利用，并有助于缓解关键金属短缺的风险。钴和镍是电池技术中不

可或缺的关键元素。 “这种方法避免了传统提取过程中化学品的高腐蚀

性，为废旧电池创造了更高的再利用价值。”Eric Schelter 表示。他是该 研究团队的带头人，来自宾夕法尼亚大学，并与美国西北大学的合作团 队共同完成了这项研究。

重大发现 来自中国深圳南方科技大学（SUSTech）的物理学家们在常压条件下 成功合成了一种新型镍基高温超导体。这项突破性成果采用了实验

室中生长的氧化镍薄膜，在-233°C（-387°F）的温度以上实现了超导性。 此前，只有铜酸盐和铁基材料曾达到类似的超导表现。研究员李丹枫

表示： “我们寄予厚望，希望未

PATRICK GAILLARDIN/LOOK AT SCIENCES/SPL

来能进一步提高临界温度，使这 类材料在应用中变得更具实用

价值。”这一发现有望降低如磁

共振成像等技术的成本并提高

效率。相关研究已发表于《自然》

稳步发展 中国公司孚能科技宣布，其能量密度超过 400Wh/kg的“全固态电池”

（ASSB）已进入了电池稳定循环下的实测阶段。该电池基于硫化物体

系，采用高镍三元正极与高硅负极，具备全固态电解质，成功通过了针

KAROLINE HEALY

杂志上。

创意如宝 这是已知全球首件通过植物采矿（ 植物采矿是一种通过重金属超累

刺、剪切、高温箱测试，并在电芯层级具备热失控自我切断功能。此外，

积植物从土壤中吸收金属的过程）

些电池使用金属锂负极和高镍正极，能量密度可达 500Wh/kg。这些

枚由材料 研究员兼设计师

孚能科技还在氧化物与聚合物体系的固态电池领域取得了新进展，这

更轻型的全固态电池目标优势包括：更高的安全性、更大的能量密度、 更快的充电速度。这是在电动汽车（EV）领域所迈出的坚实一步！

所提取的金属而制成的物品——一

Karoline Healy（来自英国珠宝

品牌 H2ERǴ）设计的戒指。其结

构为一颗透明球体内封装多种金 属粉尘，包括镍、银、铜和锌。戒指

所用金 属由生物 采 矿 初 创 公司

Phyona 提供，该公司致力于开发

低碳、全生物基金属提取工艺。戒 FARASIS ENERGY

指上的这些金属均采自英格兰北

部一处老煤矿遗址。这些植物有助

于清除土壤中的污染物，这一过程 被称为生物修复。

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镍工业第4部分 镍生产的可持续性考量 在本系列的第 4 部分中，我们将回顾 镍生产过程中的影响及其缓解方式。

在采矿行业中，可持续性问题大致可分为三类：环境影响、社会影响与治 理问题。本文将在这些方面进行深入地探讨，同时强调镍工业一直处于 不断演变之中：1950 年代的做法，已不同于今日。 镍的主要环境影响与大多数基础

布更为广泛。而高品位的地下硫化 金属生产类似：包括对土地、空气、 镍矿可最大限度减少地表扰动。 水体与生态系统的影响，这些影响

由于地貌结构变化，在大多数情况 源自采矿活动本身及其产生的废弃 下，几乎不可能将采矿地恢复至原 物。 始状态。镍含量丰富的土壤会影响 植物种类，采出镍后支持的植被类 土地 型可能发生改变——这种变化无所 热带地表矿床（红土镍矿）可能对 谓更好或更差，只是不同而已。因 土地与生物多样性造成显著影响， 此，复垦应着眼于生态或经济价值 尤其是在具有独特，局部物种的岛 的恢复，并在社区和监管机构的参 屿地区，存在物种灭绝的风险。 与下进行规划。此外，复垦计划应 相比之下，在温带大陆区域，地表 具有灵活性，以适应社区目标的变 采矿带来的风险较低，因为物种分 化以及气候变化的影响。

工人们在印度尼西亚东鲁乌县索罗 阿科镇，由 PT Vale Indonesia（印 度尼西亚 Vale 有限责任公司）复垦 的原采矿区种植树木。

6 | 《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

空气与水资源

与采矿相比，加工过程对空气污染

的影响更大。采矿车队排放（即移

动设备燃料燃烧产生的排放）相对 较少。而硫化矿石的选矿通常耗能

较大，其排放主要来自配套的化石 燃料发电厂。偏远的矿区对人类的

一些污染影响较为减少。

红土镍矿的熔炼需要大量能源，排

放出二氧化碳和其他污染物；而硫

化镍矿的冶炼则产生二氧化硫——

除非因为偏远地区限制物流，否则

这些气体通常会被捕集并转化为

硫酸。与传统冶炼相比，酸浸处理

是一种更清洁的加工方式。

热带地区的矿区由于侵蚀和重金

属释放，容易引发水污染；同时硫

化矿山则可能导致矿山排出酸性水。 此外，生产过程中的排放物中也可 能含有金属离子。因此，对矿区排

业会高度重视培训、配套工具与工 作场所的安全。

当前全球围绕“自由、事先和知情

同意” （FPIC）权利的讨论日益活跃，

凸显了采矿活动所需的“社会许可” 的重要性。凡受企业活动影响的社

区（无论正面或负面）均应充分知

情，并拥有自主表达同意或拒绝的

权利。各国对此概念的成熟度不一，

但未获得或维持社会许可对生产企

业而言，可能带来灾难性后果。

镍 矿业的治理方式与其他资源行

业类似。一方面，企业内部的决策

流程需做到透明、包容与信息充分；

另一方面，在外部关系上，企业应

积极与政府、监管机构及社会进行

良 好的生态监管离不开高质量的 信 息 共 享 。国 际 镍 协 会 成 员 支 持 NiPERA 公司开展关键科研工作，以 获取可靠数据。

建设性互动，确保多元声音参与政

策和实践制定，而非操控或干预社

会生活。

水和排放物的妥善处理至关重要。 持续改进 目前全 球已有多种 管 理 体系，用 固体废弃物 以 应 对上 述 各 种 挑 战 。由“铜 标 与所有采矿活动一样，镍矿的开采 识” （Copper Mark）保证框架（涵 和加工也面临固体废弃物问题。无 盖 Nickel Mark（“镍标识”）、国 论 是 硫化镍 矿 的尾 矿（常含有 硅 际矿业与金属理事会、加拿大矿业 酸盐脉石及残余的铁硫化物），还 是红土镍 矿或硫化物熔炼后的炉 协会和世界黄金协会联合发起的 渣，亦或是红土酸浸、精矿或镍中 《综合矿业标准倡议》，旨在将四套 间品精炼过程中产生的化学沉淀 不同的负责任采矿标准整合为一套 残 渣，这 些 都属于重 要的固废 来

源。采纳诸如国际矿业与金属理事

涵盖环境、社会与治理问题的全球 统一标准。企业亦可利用生命周期

会（ICMM）尾矿管理行业标准等 分析等技术手段，明确指出单个设 领先实践经验，是降低固废风险的 施或整个行业在多个环境维度上 关键。

的热点问题，从而帮助企业制定可

社会与治理问题

需保持审慎态度。

社会问题的核心在于对工人和当地

社区的负责任对待。由于采矿与加

工均需要熟练劳动力，一些龙头企

持续性战略。但在解释结果时，仍

本系列后续文章将探讨新技 术如 何帮助降低镍生产带来的影响。

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国际镍协会新任总裁 VERONIQUE STEUKERS博士 2025 年01月，Veronique Steukers博士正式就任国际镍协会总裁，带 来了丰富的专业经验和以及她对金属行业的热情。她在化学、企业管理 及政策倡导方面拥有深厚背景，致力于推动镍行业的可持续发展、创新 和负责任采购。

于可再生能源技术、电池与储能系 她认识到镍在现代技 术和可持续 统，是我们应对气候变化的关键材 发展中的关键作用，致力于确保各 料。”此外，镍还在安全供水、食品 公司能够继续将国际镍协会作为行 供应链、医疗卫生设备、耐久基础 业中不可或缺的重要资源中受益。 设施甚至公共艺术等领域发挥着 “ 镍 是 一 种 具 有 巨 大 社 会 价 值 的 重要作用，这些应用均可助力构建 战 略 性 矿 产，但 同 时也 面 临 着挑 健康可持续发展的社区。

国际镍协会

执掌国际镍协会

Veronique Steukers 国际镍协会总裁

比利时国籍

英国埃克塞特大学有机化学专业， 博士学位 拥有25年以上监管和政府事务经 验

曾在优美科和雅保等企业任职超过 16 年 2012 年加入国际镍协会，担任公共 政策与可持续发展总监 2025年01月01日担任总裁

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战，需要人们以负责任的态度予以 “但可持续性必须从源头做起。确保 应对。”她解释道， “国际镍协会拥

镍资源能造福后代，是我们每个人 有独特的专业知识和政策倡导能力， 的共同责任。” 能够帮助行业、监管机构和利益相 为此，国际镍协会制定了可持续性 关方做出明智决策。” 指导原则，帮助企业制定整合“环 （ESG）要素的路 她的首要任务是强化协会的架构、 境、社会和治理” 资金和会员基础，以便更有效应对 线图。 整个行业面临的重大挑战。

推动负责任采购 她 强调，通 过 协会开展的集体行 Veronique Steukersv博士认为， 动，使会员企业能应对单独行动难 负责任采购是企业开展“环境、社 “负责任采 以克服的难题，而这些问题可能对 会和治理”工作的基石。 镍行业的未来构成重大风险。协会 购标准能帮助企业识别高风险点、 平台能让负责任的从业者共享知识、 填补数据缺口，并赢得投资者和利 益相关方的信任。”国际镍协会结 分担风险、推进可持续发展的进程。 合已经实施的“铜标识” （Cu Mark） 镍在全球可持续发展中的作用 开发了“镍标识” （Ni Mark） ，这是 “ 镍 对 于 实 现 低 碳 经 济 不 可 或 基于经济合作与发展组织（OECD） 缺，”Steukers 指出， “它广泛应用 的准则的负责任采购框架，既具有

NICKEL INSTITUTE

国际权威性，又具备灵活性，可供

级的决策均建立在准确、基于科学

大型企业与新兴生产商共同参与认 的信息之上。”

证与审计。 创新

作为思想引领者，国际镍协会在监

管科学、市场开发和新应用方面持 续推动创新。Steukers博士特别指

出，协会在不锈钢应用开发方面具

有先锋作用，例如在抗震型供水系

统中的应用，这类系统可有效防止

地震引发的大规模供水损失。镍的

耐久性和可回收性，使其改写了基

础设施可持续发展性的规则。

展望未来，她认为高镍合金将在航

天科技中扮演越来越重要的角色， 因其具备优异的强度与耐极端温

对金属、音乐与领导力的热爱

Steukers 的职业生涯始于有机化

“镍是一种具有巨大社会价值的战 略 性 矿 产，但同时也面临 着挑 战 ， 需要人们以 负责任的态度予以 应 对。”

学，之后转向金属产业的公共事务

工作。在优美科和雅保公司历练多 年后，她于 13 年前加入了国际镍协 会，并最终成为了布鲁塞尔办事处 的一把手。 “一旦你对金属产生了兴 趣，那么你就很难从这一领域‘脱

身’。”她笑着说。

不过，她热爱的远不止金属。在闲

暇时间，Veronique 也是一位热衷

于音乐的艺术爱好者。她不仅是一 位技艺娴熟的钢琴演奏者，也是一

度性能。尽管当下镍在电池方面的

支比利时优秀管乐团的单簧管演奏

倡导与教育

的董事会成员。

应用备受瞩目，但其潜力远不止于 者，秉持着团队合作精神参与演出。 她还担任比利时乐团 Casco Phil 能源储存领域。 作为值得信赖的全球合作伙伴，国

如今作为国际镍协会的新“指挥家” ，

与消费者教育方面发 挥关键作

知： “热情、专业、敬 业、协作和乐

在人体健康、环境科学、法规、市场

部与成员之间都秉持尊重、合作与

比拟的专业知识。我们确保所有层

的未来。 ”

际 镍协会在 政 策 制定者、制造商

用。Steukers 表示： “我们的专家

她对组织的独特之处有着明确认 趣。 ”她坚定表示， “我们在团队内

应用和可持续发展等领域拥有无可 信任，为镍行业打造强大且可持续

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可持续性与镍在不锈钢中的应用 一种平衡的方法

含镍不锈钢可能具有更高的生产足 迹，但兼具长寿命，高效性和可回收 性。可持续性应通过全生命周期评 估来衡量，其中也包括社会与经济 因素。

在当今社会， “可持续”已不仅是流行语，更是正在塑造各行业、政策和

消费选择的核心理念。在不锈钢行业，镍元素通过提升材料性能和延长

使用寿命，为实现长期可持续发展目标发挥着重要作用。那么，在这一

语境下，可持续性究竟意味着什么？我们又该如何对其进行有效评估？

可持续性的核心，在于在满足当代

1990 年代以来，科学家与行业专家

足其自身需求的能力。这就要求在

料可持续性的方法体系。尽管环境

人需求的同时，不损害未来世代满 一直致力于建立一套可用于评估材 促进经济增长、保护环境和提升社

和经济维度已借助统一的方法和工

会福祉之间寻求一种平衡。而“可 具得到较好定义，但社会层面的衡 持续发展”正是达成这一目标的路

线图——通过不断改进技术、实践

和政策，推动各方面持续进步。

量尚处于持续发展中。

对材料的评 估不仅仅是计算碳足 迹或能源消耗，还需要透彻理解其

材料之间能否进行可持续性比较？ 完整生命周期对环境、经济与社会

可以，但过程非常复杂。自上世纪 10 | 《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

的综合影响。

“生命周期评估” （LCA）等工具为评 优势，其可持续性甚至可能低于用 估材料“从摇篮到坟墓”的环境影 于长期可循环应用的原生不锈钢。 响提供了系统化方法。 从社 会 角度 看，在 基 础 设 施 薄 弱 根据国际标准化组织（ISO）标准 的发展中国家进行的原生生产活 定 义，LC A有助于评 估含 镍不锈 动，可能比在发达国家进行的高效 钢在其整 个生命周期中的环境表 自动化回收过程创造更多就业和经 现——从原材料提取、制造、使用直 济机会。 至报废回收。

同时， “生命周期成本评估” （LCC） 因此，结合 LCA、LCC和s-LCA 所

和“社会生命周期评估” （s-LCA） 提 供的定 量 数 据，才 能 从 整 体上

则进一步扩展了这一评价框架，纳 评估材料及其产品系统的可持续性， 入经济和社会影响，使可持续性评 从而在各个维度上做出明智决策。 估更为全面。这些工具不仅着重关 注环境效益，还关注着经济效率和 展望未来：构建以镍为基础的可持 社会责任。

应用情境很重要

续未来

镍在不锈钢中的作用是不可替代的。

没有任何一种材料天生可持续—— 具有较高的经济价值，这促使下游

其可持续性取决于生产方式、使用 企业和最终用户在选择使用含镍产 场景和生命周期结束后的处理方式。 品或寻找无镍替代品时，能够进行

比如，利用水力、完全由回收废料 充分的评估。在经济合理的情况下 制成的不锈钢，从表面看是高度可 使用镍可以实现更好的功能性、更 持续性的。但若这种材料被用于一 长的使用寿命和更高的效率，这同 款寿命极短的电子设备中，且设备 时也带来了显著的环境效益。此外， 被随意丢弃、未能回收，则其整体 不锈钢回收商受益于含镍不锈钢废 的可持续性会大打折扣。 相反，将含镍不锈钢用于诸如基础

料具有更高的经济价值，这推动了

设施或化工设备此类长期应用中， 更高的回收率。

则可以将其价值最大化，并随着时 镍的耐用性、耐腐蚀性和可回收性 间的推移降低环境影响。 使其成为可持续应用的首选材料。 通常，回收来源的不锈钢相比原生

原料制造的不锈钢，其碳足迹和环

境足迹更低。但是否可持续，还需 同时考量经济和社会因素，以及整

个生命周期的效益。

随着全球各行业采用更环保的实践， 在不锈钢中合理使用镍将有助于在 经济成就、环境保护和社会责任之 间取得平衡——这正是可持续发展 的真实体现。

持续投资于 LCA 和 LCC 研究使得

行业能够强调镍的长期价值，同时 改进实践以减少其环境足迹。

国际镍协会的工作有助于理解镍及

回收 是否一定更可持 续？不一定 。 其价值链在全球各个镍生产和使 如果回收的不锈钢用于短命、不可 用地区的社会经济相关性，通过社 回收的产品中，且无法发挥其物理 会层面补充了环境和经济维度。

《镍杂志》第40卷，2025年，第1期 | 11

关于电池方面的访谈 与 MARK MCARTHUR 博士对话 Mark McArthur 博士现任加拿大新斯科舍省 NOVONIX 公司的研发 总监。国际镍协会的电池专家 Parvin Adeli 博士与其进行了对话，讨论 了 NOVONIX 公司专利的“全干法、零废弃”正极合成技术，该技术有望 显著降低镍基正极材料在生产过程中的成本和环境影响。

NOVONIX

NOVONIX 公司简介

Mark McArthur博士及其团队专 注于为储能生态系统开发有用的材 料和生产方法。自 2020 年以来，他 领导 NOVONIX 正极材料团队，致 力于开发并推广其专利的“全干法、 零废弃”正极合成技 术，该技 术有 望显著降低镍基正极材料的生产成 本和环境影响。

它与其他技术有何不同？

NOVONIX 是一家成立于 2013 年 在传统工艺中，镍钴锰正极材料通 的电池材料、技术与服务公司。作 常通过水相共沉淀法将镍、钴、锰 为加拿大戴尔豪斯大学的一个衍 的硫酸盐反应形成前驱体正极活性 ，这一过程会产生废 生企业，NOVONIX 最初开发了超 材料（PCAM） 高精度的电池测试设备。此后我们 水及如硫酸钠等副产物。然后再将 不断扩展业务，目前提供研发服务。 锂化合物与 PCAM 混合，经高温煅 我们的研发团队 还能使用原型电 烧得到正极活性材料（CAM）粉末。

池生产线组装和测试电池单体，并 而我们 NOVONIX 的做法，是以更 提供材料开发和性能研究。2017 年， 优的工艺制成同等高品质材料。我 我们在美国田纳西州查塔努加市设 们已经验证，我们的产品性能可以 立了 NOVONIX 负极材料公司，为 媲美传统工艺生产的各类镍钴锰 行业开发高性能石墨。五年前，我 正极粉末，涵盖 60% 至 95% 镍含 所在的正极材料团队也成立了，重 量的多种配比。我们采用的流程虽 在 加 入 N OVO N I X 之 前， 点是将我们源自加拿大戴尔豪斯大 然看似简单，但制成的最终产品并 McArthur 博士曾就职于特斯拉公 学 Mark Obrovac 博士电池材料实 不简单。我们将多种金属原料（主 司，致力于开发适用于电动汽车和 储能系统的新型锂离子电池材料和 验室的“全干法、零废弃”正极材料 要是金属粉末、氧化物或碳酸盐） 技术。他在获得了加拿大麦吉尔大 与锂及其他掺杂剂混合，并一次性 合成技术商业化。 学的化学工程专业的博士学位，研 进行煅烧。 究方向为储能材料，并且在加拿大 “全干法、零废弃”工艺技术的核心 奥妙就在于我们如何在完全干燥 戴尔豪斯大学攻读物理学专业，师 是什么？ 的状态下组合原材料——无需使用 从电池专家 Jeff Dahn 教授，获得了 理学硕士学位。 我们的技术致力于以可扩展、可持 特殊试剂，而是通过精准控温优化 续、具成本效益的方式合成镍钴锰 晶体结构。最终得到的产品在性能 上与传统的镍钴锰粉末相似，我们 （NMC）正极材料。

12 | 《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

使用相同的设备，却采用了全新和 不同的方法。

“全干法、零废弃”工艺有哪些优势？

结构。我们必须开发一种超越实验

室层面的工艺，并深入理解如何控

制不同原料的组合过程。这花费了

不少时间。我们认识到，不同的化 通 过 转向全 干法 工艺，资本支出 学体系需要采用不同的策略 来克 （CAPEX）和运营成本（OPEX）分 服组分不均匀的问题。 别可降低 约 3 0% 和 50% 1 。我们 能够在不产生任何废弃物的情况 下一步扩展与大规模生产的计划是 下制 造 出高质 量 的正极活 性 材料 什么？ （CAM）粉末。无需担心会生成硫 酸钠等废副产物，也不需要配套建 我们非常清楚将电池材料 推向产 设专门的废物处理系统。此外，将 业化的困难。在持续推进工程开发、 现有工厂转换为 NOVONIX 工艺 利用我们的年产能1万吨的中试设 也相对简单便 捷 。用相同的原料， 施以制定技术落地路径的同时，我 降 低 成 本，消除废 弃 物，减少工 厂 们也在积极探索扩大该技术规模、 占地面积。这对 CAM 生产商来说， 将其推向市场的可能性。我们重点 这是一个极具竞争力的方案。 致力于与实力雄厚的企业建立合作

NOVONIX 公司生产的 13.5 米长 的“辊道窑” （RHK）—— 去除隔热 罩后气体处理系统和滚筒/加热器 罩的外观样式。

伙伴关系，以助力最终的大规模产

面临的困难有哪些？

NOVONIX

业化。 三元正极材料（如镍钴锰）的问题 在于：参与反应的金属原料氧化态 目前的机会包括：与材料制造商合 各不相同。这就像“让所有小朋友 作，在其设施中采用 NOVONIX 工 在一个派对上玩得开心”，难度不小， 艺生产正极活性材料（CAM） ，或 而锰就是那个“最难搞的孩子”。它 者我们自行建设生产线。就目前而 很难和镍、钴形成良好的共混结构。 言，我们倾向于采取合作与技术许 我们面临的首要挑战是解决材料 可的方式，作为推动这项技术真正 粒子中阳离子混合不均的问题。实 发挥市场积极影响的最佳路径。 验中，我们常发现锰会在颗粒内部 局部聚集，形成“孤岛”，而我们真 阅读全文请访问国际镍协会的博客 正想要的是一个均匀、稳定的晶体 《Chronickels》。 1

该工艺对比研究由 Hatch Ltd 公司在前端加载一级（FEL-1）估算阶段进行。

“而我们 NOVONIX 的做法，是以更 优的工艺制成同等高品质材料。”

原材料 组合

灵活给料

镍粉 锂源 锰粉

+

NOVONIX

掺杂剂 钴粉

干法处理

精细加工

送至煅烧窑 煅烧窑

松团作用

精加工 工艺

镍钴锰

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咨询专家 国际镍协会技术咨询专线 问题解答

问 答

Geir Moe P .Eng. 是国际镍协会技 术咨询服务协调员。Geir 与世界各 地的材料专家一同为寻求技术支持 的含镍材料最终使用者和选材者提 供帮助。该团队可以随时针对多种 应用（例如不锈钢、镍合金和镀镍） 免费提供技术建议，使人们有把握 地使用镍。

问：我注意到304L（UNS S30403）和 316L（S31603）不锈钢焊接点

会被磁铁轻微吸引，而且我了解到铁素体在焊接品中很重要。请解释

一下原因。

答：所有不锈钢的显微组织都由 其化学成分决定。300 系列含镍

不锈钢具有奥氏体微观结

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14 | 《镍杂志》第40卷，2025年，第1期

等 型号 焊 材 的 化学成 分 会 经 过 调整，在焊接金属中引入一定量

构；400 系列不锈钢几乎不含镍， 的铁素体，从而增强抗热裂性能，

为铁素体组织；而双相不锈钢则

并提升沉积效率。

氏体，其含镍量介于 300 系列与

制铁素体含量在 4% 至 10%（或

具有大致相等比例的铁素体和奥

《镍杂志》

304L（使用 308L 焊材）和 316L

通常，308L 和 316L 焊接点中控

400 系列之间。

以FN表示）有助于防止热裂纹。

氏体微观结构，则容易发生热裂

条材料证书上通常会标注铁素体

数比铁素体高，在焊缝冷却过程

基 于 实 际化 学成 分 计 算得 出的

度方向形成纵向裂纹。此外，硫

分，而非实际分析值）。不过，完

然而，如果焊接点 100% 的呈奥 在报告焊材实际化学成分时，焊 纹。这是因为奥氏体的热膨胀系 百分比或铁素体数（FN）。FN是

中，横向拉应力容易在焊接品宽 （部分供应商仅提供典型化学成

等杂质在奥氏体中的溶解度较低， 成的焊接点中的铁素体含量通常

在凝固过程中会集中在晶界，进 不会与材料证书上完全一致，因

一步降低晶界的拉伸强度，从而 为焊接点由焊材与母材混合而成， 增加热裂纹的风险。为了防止热 裂纹，焊接时需采用较低的热输

此外，空气中的氮（奥氏体 稳定

剂）可能在焊接过程中进入熔池，

入、较 慢的焊接 速 度，以降低冷 冷却速率也会影响最终铁素体含 却速率，但这会影响生产效率。

量。

较低的热膨胀系数，并且对硫等

焊缝中即便只有少量铁素体，也

与奥氏体 相比，铁素体组织具有 最 后，由于 铁 素体 具 有铁 磁 性 ， 杂 质 的 溶 解 度 较 高 。因 此 ，像

足以被磁铁轻微吸引。

为什么是镍？

从纳米线到不锈钢合金，镍的存在形式多种多样。但是，镍的哪些特性是其成为日常用品中 必不可少的元素？

风力发电机中的镍

当你看到田野中矗立的一座风力发电机时，很可能看不到任何镍 的踪影。然而，镍却是确保风力发电机长期稳定运行和良好性能 的关键。 那么，镍在哪里呢？它藏在风电机顶部那个 “箱子”，也就是机舱里。机舱中有齿轮箱，它 负责将机械能转化为电能，而镍正是在其中 发挥着重要作用。 齿轮箱将叶片的旋转速度从每分钟 8 至 20 转 提升至驱动轴的每分钟 1000 至 1800 转，从 而实现高效发电。齿轮箱内部金属必须能够 承受磨损、振动以及极端温度。一个齿轮箱重 量可超过 40 吨，通常采用含有约 1.5% 镍的高 强度钢合金制造，同时还含有铬和钼。

齿轮箱

虽然这三种合金元素都能增强钢材强度，但只有 镍能在极寒条件下防止材料变脆。齿轮箱一旦失 效，发电将无法进行。因此，镍是风力发电机性能 表现的关键材料。

UNS详细资料 UNS（统一编号）

本 期 镍 杂 志 中 提 到 的 合 金 及 不 锈 钢 的 化 学 成 分（ 以 重 量 百 分 比 表 示 ）。

碳

铬

铜

铁

锰

钼

氮

镍

磷

硫

硅

S30403 第 14, 16 页

0.030 最大值

18.020.0

-

其余含量

2.00 最大值

-

-

8.012.0

0.045 最大值

0.030 最大值

1.00 最大值

S31603 第 2, 14 页

0.030 最大值

16.018.0

-

其余含量

2.00 最大值

2.003.00

-

10.014.0

0.045 最大值

0.030 最大值

1.00 最大值

S32101 第2页

0.04 最大值

21.022.0

0.100.80

其余含量

4.006.00

0.100.80

0.200.25

1.351.70

0.040 最大值

0.030 最大值

1.00 最大值

S32205 第2页

0.030 最大值

22.023.0

-

其余含量

2.00 最大值

3.003.50

0.140.20

4.506.50

0.030 最大值

0.020 最大值

1.00 最大值

《镍杂志》第40卷，2025年，第1期 | 15

SCULPTOR ANDY SCOTT LLC

《呼唤》 不锈钢潜鸟雕塑 这座雕塑造型独特，呈现出超凡脱俗的美感，鸟首后仰，灵感源自明尼 苏达州的标志性州鸟——潜鸟。整件作品由5000多块不锈钢组件构建而 成，是麦奎尔家族基金会为明尼苏达州联合足球俱乐部安联体育场的 “联合村” （United Village）开发项目特别委托制作的地标性雕塑。 A n d y S c o t t 因 苏 格 兰 的 ”凯

尔 派 ”（ K e l p i e s ）雕 塑 而 闻

名 于 世 。他 此 次 与 制 造 公 司 为了实 现 明 亮 持 久 的 外观 ，这 些 “羽毛”由厚度为6毫米（0.25 英寸） 的304L（UNS S30403）不锈钢板 切割而成。其表面经过喷砂处理后 再进行珠粒喷丸，从而呈现出富有 吸引力的表面效果。

16 《镍杂志》 | 《镍杂志》 第40卷， 2025年， 第1期 第40卷， 2025年， 第1期

Dyson and Womack 合作完成了

该项目。项目起始于其工作室。他

表示： “我用低碳钢制作了一个三

分之一比例的模型，我的同事随后

焊接钢板。”

雕塑由 65 个部分组成，分装在十

三辆 17 米 长 的 半 挂 卡车上 运 抵

现 场，在十 天 内 完 成 组 装 。雕 塑

高11米（36 英尺），翼展达 30 米

（98 英尺），重量约为 25 吨。

将其等比放大为最终的全尺寸艺 该雕 塑坐落于美国明尼苏达州圣 术品。他们做得非常出色，采用了 保罗市景观中的显著位置，是该区 类似传 统 造 船工艺的 方 法 —— 用

钢架构建结构，再逐块手工固定和

域城市更新计划中的重要组成部

分。