重新定义电池材料边界!明月湖科研成果获瑞士国际发明与创新大赛银奖
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收藏近日,湖南大学重庆研究院长寿命高耐候储能电池研创中心、重庆两江嘉华能源有限公司首席科学家朱建教授主持的“相工程与超孔化策略构筑固态/液态锂电池先进电极材料及规模化应用”项目荣获瑞士国际发明与创新大赛银奖。这一荣誉标志着该团队在电化学储能领域的技术成果获得国际权威认可,也是湖南大学重庆研究院深化产学研协同创新的重要突破。
瑞士国际发明与创新大赛(即日内瓦国际发明展)由瑞士联邦政府、日内瓦州政府、日内瓦市政府以及世界知识产权组织等支持举办,是国际重要发明创新赛事之一,主要面向全球展示创新发明成果并组织专业评审进行奖项评定。
据项目团队介绍,此次获奖技术主要涵盖两项核心创新,重新定义了电池材料边界:
其一是相工程技术,主要针对正极材料离子扩散慢、倍率性能差等痛点,首创界面梯度重构技术,将离子迁移能垒降低一个数量级。制备的高电压型LiNi0.6Mn0.4O2正极材料,可逆容量达190.3 mAh/g,3C倍率下容量保持率达1C的93.8%,1000次循环后仍保持98.2%。并结合理论计算和原位表征首次阐明其0-TM和1-TM混合离子传输机制。首次实现高电压型LiNi0.6Mn0.4O2二元正极的规模化生产,并装配高性能锂离子电池系统,实现工业电芯制造的降本增效(相比传统商用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2三元正极,材料成本降低10.8%,电芯能量密度提升14.2%)。
其二是超孔化策略,聚焦纳米电极材料体积效应、本征离子传输路径和锚定位点匮乏导致性能衰减的问题,发展超孔碳基体(微孔/缺陷碳、介孔与大孔,孔体积0.8-6.0 cm3 g-1),实现硅/红磷的原子级限域负载,利用原位表征首次解析其双模板同步热解协同造孔机制。并构筑超高容量(2429.1 mAh g-1)、高首效(>94.3%)、低水含量(<0.03%)硅碳负极。
朱建教授现任湖南大学教授、博导、应用化学系主任。近五年,他以通讯作者身份在National Science Review、PNAS、Nature Communications、Advanced Materials等国际顶级期刊发表论文69篇,总他引逾万次;获授权发明专利17项,出版专著及教材3部;主持科研项目15项。此外,他指导学生获得中国国际“互联网+”等创新创业奖项60余项,并创办3家高新技术企业,持续推动科研成果向现实生产力转化。
作为湖南大学重庆研究院重点建设的科研平台,长寿命高耐候储能电池研创中心以超孔化技术等自主成果为核心技术家底。中心表示,此次获奖,是对研究院围绕产业需求开展科研攻关、推动创新成果转化能力的肯定。下一步,研究院将紧扣重庆“33618”现代制造业集群体系和“416”科技创新战略布局,加快培育壮大新质生产力,推动相关获奖成果在渝尽快转化,为促进地方产业发展,支撑学校“双一流”学科建设作出应有贡献。(孙建和)
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