深职院师生团队助力锂电负极材料取得长足进步

发布日期:2021-10-28

核心提示:近日,第七届中国互联网+大学生创新创业大赛广东省分赛现场传来喜讯,深圳职业技术学院(以下简称深职院)材料与环境工程学院师
 近日,第七届中国“互联网+”大学生创新创业大赛广东省分赛现场传来喜讯,深圳职业技术学院(以下简称“深职院”)材料与环境工程学院师生团队锂电池负极材料升级项目获产业赛道金奖。
 
随着我国“碳达峰、碳中和”国家战略的推进,新能源产业将成为未来最重要的经济增长引擎,成为最有创造就业和财富能力的新经济支柱。锂离子电池,是新能源产业的主体产品之一,但目前存在续航时间短和循环寿命不足的两大缺陷,严重制约了我国新能源产业承担“碳达峰、碳中和”主力军的作用。锂离子电池关键材料的技术革新,已然迫在眉睫。
 
 
十四五规划和二〇三五年远景目标中提出,“要增强职业技术教育适应性,围绕产业升级和国家战略新需求向更高水平、更高质量迈进。”材料工程技术专业师生团队积极响应这一号召,主动融入“碳达峰、碳中和”的国家战略,经过数年潜心研究,通过对负极材料的创新设计,在锂离子电池的倍率性能和循环性能方面取得重大突破。
 
“这一切都起源于一堂《有机化学课》。”团队负责人曾广进同学说,课上,材料工程技术专业罗大为老师为大家详细讲解了导电高分子材料的相关内容,同学们都产生了浓厚的兴趣。罗大为也把自己关于锂离子电池负极材料的研究工作拿出来和同学们交流,在思想碰撞的过程中萌生了采用碳气凝胶和聚吡咯对氧化铁实施“双保护”的设计思想。通过建立“碳气凝胶——氧化铁——聚吡咯”的类“三明治”结构,将氧化铁置于碳气凝胶和聚吡咯中间,不仅可以改善氧化铁的导电性,而且能够极大抑制氧化铁充放电过程中的体积变化。
 
随后,学生团队在罗大为老师指导下,经过上千次实验探索,一步步将设想变为现实,成功开发了两种新型氧化铁基负极材料,可逆比容量高达1095mAh/g,超出当前主流石墨负极材料2倍以上。这也意味着电池的容量和寿命将有极大的提升,而且成本仅相当于石墨负极材料的50%。
 
在研发过程中,师生团队共获得11项国家发明专利授权,发表17篇学术论文,完成3个省市级项目,学生团队主持4项广东省“攀登计划”,获得2项广东省“挑战杯”一等奖。在刚刚结束的中国国际“互联网+”大赛产业赛道省赛中,由于该项目贴近产业,同时具有较高的创新性和可行性,一举拿下金奖。
 
此外,国内负极材料头部企业贝特瑞和欣旺达对该材料的性能也给予了高度评价,并表达出与师生团队共同推进成果产业化的强烈意愿。“相信在不久之后,锂电池负极材料行业定会开启一扇新的大门,而这里面也有我们深职师生的一份贡献。”曾广进信心满满。

 
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