12月初,在冬日暖阳的映照下,位于东津新区的湖北隆中实验室新能源汽车动力电池制备中试基地呈现出一派繁忙景象。软包电池组装整线上,匀浆机正匀速搅拌电极浆料,转移式涂布机精准地把浆料涂覆在特殊薄膜表面,辊压、切片、叠片、封装等工序无缝衔接。技术工人紧盯着中控屏幕上跳动的参数,一片薄薄的软包电池在流水线上渐渐成型。
“这条生产线的核心密码,藏在我们自主研发的石墨烯集流体中,它能从源头破解电池热失控这一行业难题。”正在现场监测数据的实验室博士后李伦,指着生产线的关键环节向记者揭秘。
作为省政府批复组建的10家湖北实验室之一,湖北隆中实验室由武汉理工大学牵头,联合14家高校院所与企业共同建设。它锚定襄阳主导产业需求,如新能源新材料、高端装备制造等,主攻新型陶瓷与智能复合材料等四大核心方向。自2022年7月挂牌运营以来,湖北隆中实验室以中试验证为突破口搭建创新生态,建成6条中试线和11个中试基地,成功打通技术从“小试”到“中试”再到产业化的转化路径,成为襄阳产业升级的“科技引擎”。
“我们的研发始终与襄阳产业同频共振,不做‘空中楼阁’式的研究。”李伦拿起一片仅有17微米厚的石墨烯薄膜介绍道,传统锂离子电池采用铝、铜箔作集流体,非金属集流体规模化制备及焊接难题长期制约着产业发展。湖北隆中实验室聚焦这一痛点,联合武汉理工大学科研团队、海南彰昱科技有限公司、汉烯科技有限公司等相关企业协同攻关,成功开发出可大规模制备的百米级石墨烯集流体。该集流体热导率大大提高,与传统铝、铜箔处于同一数量级,且具备优异柔性。
在涂布车间,记者看到技术工人正操作设备,将正负极浆料均匀地涂覆在石墨烯薄膜上。“将新型非金属集流体适配到现有的软包电池生产线,难度可不小。”李伦坦言,团队前期反复调控张力、预警力等参数,经过无数次试验,才让石墨烯薄膜在生产线上稳定运行,“如今,这套生产线不仅能进行批量生产,还能兼容锂离子、钠离子、固态电池等多种产品的研发制造。”
更令人瞩目的是,湖北隆中实验室在焊接工艺方面实现了创新。针对非金属集流体与金属极耳难以焊接这一行业难题,团队研发出“超声空化”技术,实现了石墨烯与金属的低温高可靠性连接。“这项技术就像给电池搭建了一座‘坚固桥梁’,能确保电流稳定传输,同时不会损伤石墨烯的优异性能。”李伦说,集成该集流体的石墨软包电池,在极端针刺测试中仅轻微鼓胀,没有出现明火和爆炸现象,成功避免了热失控关键反应,安全性实现了质的飞跃。
科技创新的价值,最终要体现在产业赋能方面。湖北隆中实验室执行主任戴福祥介绍,该实验室始终坚持“政产学研用”深度融合,构建了“高校出成果、实验室做中试、企业促转化”的闭环体系。目前,湖北隆中实验室已汇聚6名院士、35支科研团队,形成金字塔式人才梯队,获批省级博士后创新实践基地;与三环锻造、回天新材等襄阳本地企业共建13个联合创新中心,开展项目攻关,为企业带来经济效益增加值超15亿元。
其中,由李伦博士参与、何大平教授团队牵头负责的高安全石墨烯集流体技术,已入选2024全球建材十大科技新闻。该技术有2项授权专利,转化金额达180万元,去年获企业投资3000万元,目前正牵头开展验证放大实验,即将应用于大规模储能、新能源汽车等领域。依托新能源新材料技术优势,总投资30亿元的新能源新材料产业园项目已获国家批复,落户东津新区;凭借“陶瓷储热/冷技术”等核心成果,吸引多个项目扎根襄阳,总投资128亿元。
“党的二十届四中全会明确提出‘推动产业链与创新链深度融合’,这正是我们的行动指南。”戴福祥表示,湖北隆中实验室的实践,是对全会精神的生动践行:以产学研协同攻关打通科技成果转化“最后一公里”,让科技创新精准对接产业需求;坚守安全与绿色发展导向,运用石墨烯集流体技术破解电池安全难题,契合国家“双碳”战略和产业安全需求。
戴福祥介绍,迈向“十五五”,湖北隆中实验室将深度融入全省“51020”现代产业集群战略,参与襄阳“144”现代产业集群建设,高水平建设中试线和中试基地,打造高端装备制造与航空航天产业创新高地;协同推进新能源新材料产业园建设,壮大襄阳新材料产业集群规模;以磷碳材料资源化利用技术为引领,推动襄阳磷化工产业转型升级,助力襄阳创建国家农业高新技术产业示范区。
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