洛陽牡丹殼造出鈉電材料

????本報訊（記者?田宜龍?李宗寬?河南日報社全媒體記者?范坤鵬）用牡丹殼制造鈉電池負極材料在洛陽獲得成功，該技術(shù)系國內(nèi)首創(chuàng)，已申請兩項發(fā)明專利，并受到國家自然科學基金和河南省科技廳立項支持。

????11月29日，在洛陽理工學院動力與儲能重點實驗室，河南省高校創(chuàng)新團隊帶頭人、洛陽理工學院新能源科學與工程系主任王芳告訴記者：“國內(nèi)外使用生物質(zhì)制造鈉電池負極材料的有很多，除了椰子殼，還有花生殼、甘蔗渣等。然而，采用牡丹殼作為原料制造鈉電池負極材料，在國內(nèi)尚屬首次?！?/p>

????近年來，鈉電池被視為鋰電池的未來替代產(chǎn)品之一，生物質(zhì)制造鈉電池負極材料，是國內(nèi)外研發(fā)和產(chǎn)業(yè)重點布局方向。

????相關(guān)研究顯示，硬碳負極占鈉電池成本的25%左右，目前產(chǎn)品成熟技術(shù)被國外企業(yè)掌握，進口成本超12萬元/噸，國內(nèi)產(chǎn)能有限，因而負極材料成為制約鈉電池規(guī)?；a(chǎn)的主要因素之一。

????2020年，洛陽一家企業(yè)負責人找到王芳，希望在鈉離子電池材料方面進行產(chǎn)學研合作?！爱敃r企業(yè)研發(fā)應用的材料能量密度，已經(jīng)到了‘天花板’?！蓖醴颊f，當前產(chǎn)業(yè)化速度最快的是椰子殼硬碳材料，但核心技術(shù)掌握在日本一家公司手里。王芳團隊試驗過10多種生物質(zhì)均不理想，后來發(fā)現(xiàn)牡丹殼是制造鈉電池負極材料的理想原料。

????牡丹殼，即包裹牡丹種子的硬質(zhì)外殼。王芳說：“牡丹殼具備天然優(yōu)勢，其他材料無法替代。牡丹殼有豐富的氧原子和獨特的微觀結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)前驅(qū)體原料含氧量比較高。不僅碳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且不需要預氧化，同時省去了酸洗、除雜等環(huán)節(jié)，縮短了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本?！?/p>

????在近日舉行的洛陽市科創(chuàng)成果直通車偃師專場活動上，王芳圍繞“鈉離子電池用生物質(zhì)基硬碳負極材料”主題進行分享，并表示已經(jīng)成功攻克“牡丹殼可控制備高性能鈉離子電池負極材料關(guān)鍵技術(shù)”?！拔覀円呀?jīng)掌握了生物質(zhì)基硬碳負極材料的低成本制備工藝，并通過自主研發(fā)的無機鹽磷化技術(shù)提升了硬碳負極材料的性能，可作為低成本鋰離子電池的替代產(chǎn)品，具有成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點?！蓖醴颊f。

????專家表示，洛陽市30多萬畝牡丹每年產(chǎn)生9萬噸牡丹殼，在“牡丹殼可控制備高性能鈉離子電池負極材料關(guān)鍵技術(shù)”的應用下，可產(chǎn)出3.6萬噸負極材料，用于制造6吉瓦時電池，裝配10萬輛電動汽車，具有較大的潛在經(jīng)濟效益。

????復旦大學材料科學系教授、博士生導師周永寧說，以牡丹殼制備高性能負極材料的新技術(shù)，不僅能把農(nóng)業(yè)廢棄物變廢為寶，也將為洛陽搶抓鈉電池風口產(chǎn)業(yè)機遇、推動牡丹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻。

????目前，王芳團隊已與洛陽新能源投資發(fā)展集團有限公司等企業(yè)簽訂合作協(xié)議，接續(xù)推進項目成果轉(zhuǎn)化。