3月6日,走進中北大學特種電池研發(fā)實驗室,仿佛踏入一片“極寒地帶”——科研人員剛從零下50攝氏度的低溫測試箱中取出一塊冒著冷氣的電池。它剛剛經(jīng)歷了一場極寒“大考”。
“普通鋰離子電池到零下20攝氏度性能就開始‘大打折扣’,到零下40攝氏度以下,甚至可能直接‘罷工’?!眻F隊負責人梁君飛教授指著設備上的數(shù)據(jù),語氣里透著自豪,“你看,我們研發(fā)的這塊電池還能正常放電,驅(qū)動電子設備也沒問題。”
極寒環(huán)境下電池能量嚴重衰減,一直束縛儲能電池領域的發(fā)展,更是我國發(fā)展低空經(jīng)濟、探索極地與深空必須跨越的一道坎。梁君飛帶領團隊在這個方向持續(xù)攻關多年。去年,他們的研究成果——關鍵應用指標驅(qū)動的石墨烯基納米復合材料設計原理與性能調(diào)控機制研究成果榮獲山西省自然科學獎一等獎。
“我們獨創(chuàng)了三維多級孔道石墨烯基復合電極材料,通過獨特工藝,在堅韌的石墨烯上‘鑿’出納米級孔道,隨后利用帶有孔洞的石墨烯構建起三維導電網(wǎng)絡?!绷壕w形象地解釋,“這相當于給鋰離子修了多條‘高速公路’和‘立交橋’,讓它們在低溫下也能跑得快、跑得順。”這項技術還將納米電極材料的負載量提升到原來的5倍以上,破解了困擾行業(yè)多年的技術瓶頸。
實驗室里,電池在零下50攝氏度、零下60攝氏度的低溫箱靜靜運行,架子上密密麻麻擺滿紐扣電池和軟包電芯,辦公桌上還攤開著一份剛剛刊發(fā)在國際頂級期刊《Advanced Materials》上的研究成果……每一件“裝備”都在默默記錄著這支團隊的奮斗足跡。近年來,該團隊發(fā)表相關研究成果論文20余篇,其中5篇代表作總被引超2200次,3篇入選ESI高被引論文,國際頂級期刊《自然》《科學》也曾專題評述或作為范例引用。
“我們已經(jīng)與晉中等地的企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)化合作,促進成果轉化;同時推動低溫電池研究繼續(xù)走向深入,以適應極地與深空等極限環(huán)境對高性能鋰離子電池的需求?!绷壕w說,在深耕低溫鋰離子電池的同時,團隊還瞄準鈉離子電池這一新賽道,探索利用我省豐富的煤炭資源制備硬碳負極材料,推動能源產(chǎn)業(yè)綠色轉型。“希望能通過我們的持續(xù)攻關,為我省新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展注入溫暖而持久的力量。”
李林霞 胡慧萍
(責任編輯:盧相?。?/span>