潛心研究更高性能動力電池

從常用的手機、筆記本電腦到馬路上跑的電動汽車，有一樣不可缺少的部件就是蓄電池。在當今全球石油資源日趨減少、環(huán)境壓力持續(xù)加大的形勢下，發(fā)展綠色環(huán)保的新能源動力成為各國工業(yè)技術(shù)變革的熱點。

上海交通大學化學化工學院教授馬紫峰團隊15年來潛心研究更加安全、廉價、可靠的動力電池，構(gòu)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的磷酸鐵鋰動力電池技術(shù)體系，在新能源汽車和儲能工程系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，其“磷酸鐵鋰動力電池制造及其應(yīng)用過程關(guān)鍵技術(shù)”項目榮獲2018年度國家科技進步獎二等獎。

正極材料是電池發(fā)展的基礎(chǔ)，鋰電池正極材料主要有錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等類型。其中，磷酸鐵鋰從1996年開始被應(yīng)用于動力鋰電池研究，具有高安全性、長循環(huán)壽命和容量穩(wěn)定等優(yōu)點，且可利用豐富低廉的鐵、磷資源，無須鈷、鎳等有色金屬，是國際公認的可一類持續(xù)發(fā)展的動力鋰電池正極材料。

要實現(xiàn)磷酸鐵鋰大規(guī)模應(yīng)用，必須建立噸級生產(chǎn)能力的制造工藝與裝備。馬紫峰團隊提出一個磷酸鋰鐵合成新反應(yīng)，制備出新結(jié)構(gòu)正極材料。2004年，團隊攜新方法與浙江橫店東磁合作，開發(fā)磷酸鐵鋰正極材料，其后建成了每年300噸全流程合成的磷酸鐵鋰中試線，并與上海德朗能電池公司合作開發(fā)出電動車用磷酸鐵鋰電池，為大規(guī)模生產(chǎn)線建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。

在國家973計劃、上海市科委重大科技專項等基金資助下，馬紫峰團隊聯(lián)合企業(yè)開展磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)低成本化關(guān)鍵技術(shù)研究，使磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域從新能源汽車向智能電網(wǎng)儲能系統(tǒng)拓展。

2012年，磷酸鐵鋰合成新技術(shù)專利整體轉(zhuǎn)讓，組建了中聚電池研究院，開展磷酸鐵鋰電池技術(shù)大規(guī)模推廣，授權(quán)許可給多家企業(yè)實施，并發(fā)展出一批新的專利技術(shù)。2014年，馬紫峰擔任首席專家，在江蘇樂能建成每年25600噸的納米磷酸鐵鋰生產(chǎn)線，產(chǎn)品應(yīng)用于比亞迪、寧德時代等眾多知名電池企業(yè)。

科技成果鑒定委員會鑒定認為，馬紫峰團隊研究成果系統(tǒng)性強，在材料合成理論、工藝與電池設(shè)計方面均有重要創(chuàng)新，在磷酸鐵鋰材料合成反應(yīng)及材料納米化方面的研究成果處于國際先進水平，所提出的單質(zhì)鐵原子經(jīng)濟性磷酸鐵鋰合成反應(yīng)為國際首創(chuàng)。

經(jīng)過15年的產(chǎn)學研合作，馬紫峰領(lǐng)銜的磷酸鐵鋰動力電池技術(shù)不斷完善，助推中國成為磷酸鐵鋰電池制造及應(yīng)用世界第一大國。磷酸鐵鋰動力電池已在電動大巴、電動物流車、乘用車上得到廣泛應(yīng)用，以磷酸鐵鋰為動力的電動大巴還出口到美國、日本、英國等國。

《中國教育報》2019年01月25日第2版