“用粗糲的牡丹殼，制造高純的鈉電池負(fù)極材料，我們讓這一異想天開卻又前景廣闊的技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)！”昨日，說起前不久發(fā)布的“牡丹殼可控制備高性能鈉離子電池負(fù)極材料關(guān)鍵技術(shù)”，洛陽理工學(xué)院“能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化先進(jìn)材料”團(tuán)隊(duì)帶頭人王芳教授依舊掩飾不住內(nèi)心的興奮。
牡丹殼，即包裹牡丹種子的硬質(zhì)外殼。在日前舉行的洛陽市科創(chuàng)成果直通車偃師專場活動(dòng)上，王芳發(fā)布該新能源材料技術(shù)，以該技術(shù)制造的電池性能比肩國際先進(jìn)水平，為我市提高牡丹產(chǎn)業(yè)附加值、搶抓鈉電池新材料產(chǎn)業(yè)風(fēng)口提供“創(chuàng)新加持”。
該牡丹殼利用技術(shù)研發(fā)歷時(shí)三年，目前已申請兩項(xiàng)國家發(fā)明專利，并被列入河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)、洛陽市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目等省、市科技項(xiàng)目。
近年來，鈉電池被視為鋰電池的未來替代產(chǎn)品之一，其研究被視為風(fēng)口賽道，引得寧德時(shí)代等國內(nèi)外新能源電池巨頭爭相布局。其中，生物質(zhì)制造鈉電池負(fù)極材料，是國內(nèi)外研發(fā)和產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)布局方向。
“國內(nèi)外鈉電池產(chǎn)業(yè)中采用生物質(zhì)制造負(fù)極材料的案例很多，除了主流的椰子殼，還有核桃殼、淀粉等。然而，采用牡丹殼作為原料制造鈉電池負(fù)極材料，在國內(nèi)是首次實(shí)現(xiàn)。”王芳說。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，牡丹殼具有豐富的氧原子和獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，以其為原料制造的負(fù)極材料，保留了牡丹殼原有的結(jié)構(gòu)和孔隙通道，具有較好的克容量和循環(huán)性能等，是鈉離子電池的理想負(fù)極材料。經(jīng)過檢測，使用牡丹殼制造的負(fù)極材料，克容量在300毫安時(shí)/克以上，循環(huán)1000次后容量保持率在85%以上，與采用椰子殼制造負(fù)極材料的國際先進(jìn)水平相當(dāng)！
技術(shù)的突破，帶來了廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化最快的椰子殼硬碳材料雖性能理想，但國內(nèi)椰子殼原料供應(yīng)量相對不足。為擺脫進(jìn)口依賴，多元生物質(zhì)制造鈉電池負(fù)極材料成為新能源產(chǎn)業(yè)的風(fēng)口。對于洛陽發(fā)展而言，該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化后，我市30多萬畝牡丹所產(chǎn)生的9萬噸牡丹殼可實(shí)現(xiàn)廢物利用，并產(chǎn)出3.6萬噸負(fù)極材料，用于制造6吉瓦時(shí)電池，裝配10萬輛電動(dòng)汽車，具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。
目前，王芳團(tuán)隊(duì)已與洛陽新能源投資發(fā)展集團(tuán)有限公司等企業(yè)簽訂合作協(xié)議，接續(xù)推進(jìn)項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化。下一步，該團(tuán)隊(duì)將加緊推動(dòng)技術(shù)成果中試，力爭早日讓“洛陽創(chuàng)新”新能源技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線，為洛陽搶抓鈉電池風(fēng)口產(chǎn)業(yè)機(jī)遇、推動(dòng)牡丹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)一臂之力。
牡丹殼，即包裹牡丹種子的硬質(zhì)外殼。在日前舉行的洛陽市科創(chuàng)成果直通車偃師專場活動(dòng)上，王芳發(fā)布該新能源材料技術(shù)，以該技術(shù)制造的電池性能比肩國際先進(jìn)水平，為我市提高牡丹產(chǎn)業(yè)附加值、搶抓鈉電池新材料產(chǎn)業(yè)風(fēng)口提供“創(chuàng)新加持”。
該牡丹殼利用技術(shù)研發(fā)歷時(shí)三年，目前已申請兩項(xiàng)國家發(fā)明專利，并被列入河南省重點(diǎn)研發(fā)與推廣專項(xiàng)、洛陽市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目等省、市科技項(xiàng)目。
近年來，鈉電池被視為鋰電池的未來替代產(chǎn)品之一，其研究被視為風(fēng)口賽道，引得寧德時(shí)代等國內(nèi)外新能源電池巨頭爭相布局。其中，生物質(zhì)制造鈉電池負(fù)極材料，是國內(nèi)外研發(fā)和產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)布局方向。
“國內(nèi)外鈉電池產(chǎn)業(yè)中采用生物質(zhì)制造負(fù)極材料的案例很多，除了主流的椰子殼，還有核桃殼、淀粉等。然而，采用牡丹殼作為原料制造鈉電池負(fù)極材料，在國內(nèi)是首次實(shí)現(xiàn)。”王芳說。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，牡丹殼具有豐富的氧原子和獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，以其為原料制造的負(fù)極材料，保留了牡丹殼原有的結(jié)構(gòu)和孔隙通道，具有較好的克容量和循環(huán)性能等，是鈉離子電池的理想負(fù)極材料。經(jīng)過檢測，使用牡丹殼制造的負(fù)極材料，克容量在300毫安時(shí)/克以上，循環(huán)1000次后容量保持率在85%以上，與采用椰子殼制造負(fù)極材料的國際先進(jìn)水平相當(dāng)！
技術(shù)的突破，帶來了廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化最快的椰子殼硬碳材料雖性能理想，但國內(nèi)椰子殼原料供應(yīng)量相對不足。為擺脫進(jìn)口依賴，多元生物質(zhì)制造鈉電池負(fù)極材料成為新能源產(chǎn)業(yè)的風(fēng)口。對于洛陽發(fā)展而言，該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化后，我市30多萬畝牡丹所產(chǎn)生的9萬噸牡丹殼可實(shí)現(xiàn)廢物利用，并產(chǎn)出3.6萬噸負(fù)極材料，用于制造6吉瓦時(shí)電池，裝配10萬輛電動(dòng)汽車，具有較大的潛在經(jīng)濟(jì)效益。
目前，王芳團(tuán)隊(duì)已與洛陽新能源投資發(fā)展集團(tuán)有限公司等企業(yè)簽訂合作協(xié)議，接續(xù)推進(jìn)項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化。下一步，該團(tuán)隊(duì)將加緊推動(dòng)技術(shù)成果中試，力爭早日讓“洛陽創(chuàng)新”新能源技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)線，為洛陽搶抓鈉電池風(fēng)口產(chǎn)業(yè)機(jī)遇、推動(dòng)牡丹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)一臂之力。
