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为储能另辟新径打通上游材料关键堵点,陈刚:带队加速建设千吨级磷碳材料产线
湖北日报客户端 2024-11-05 10:33:35

钠离子电池是近些年十分热门的赛道,作为锂离子电池的补充产品,钠离子电池天生具备低成本、高安全、更宽工作温度区间和更高倍率性能等特性,这些优势使钠离子电池更贴合储能、备电、小动力等对能量密度要求较低且价格敏感的应用场景。但市场上主流的钠电材料面临成本较高、易析钠等问题,成为制约钠离子电池产业化的瓶颈。

陈刚

武汉理工大学材料学博士陈刚团队独辟蹊径,试图在钠电上游找到一种高容量且低成本的磷碳材料。这位技术出身的人才,一手操持起了产业化,通过3551大赛等创新平台孵育,成功地让梦幻般的新材料走出实验室,就在今年,供应给电池头部企业的材料产品即将小规模量产。

“全球有很多团队都在找寻锂离子电池外的其他路径,其他储能电池的上游——新材料非常关键。是否能找到只是第一关,找到后能否用进电池是第二关,大规模生产是后话,许多团队折戟在第一关。”陈刚介绍。

陈刚及其团队

从本科到博士,再到创业,他所在的武汉理工大学新材料国家重点实验室团队一直致力于解决国家锂资源卡脖子风险,花了超10年时间走通第一关、第二关,研制出来的新材料经检验性能良好——对比于硬碳而言,使用同样用量磷碳,电池的能量密度可提升25%;若同样性能,使用磷碳,负极成本可降低80%。而且磷碳材料在快充性能上比硬碳要提高2-3倍,且能抑制析钠。新材料的应用,有望使钠离子电池的能量密度突破200Wh/kg。目前,团队已获7项专利授权。如何跨越从基础性研究到大规模产业化的“达尔文之海”?陈刚站了出来。在博士期间,他就开始自己创业,有8年的创业经历、管理运行3万吨/年新材料产线的经验。

陈刚

2022年,依托于武汉理工大学团队,陈刚创立武汉固理新能源有限公司,致力于新型低成本、高容量钠离子电池磷碳负极材料的开发和产业化。“产业化就是不断解决问题的过程。”陈刚说,尽管新材料在实验室里表现良好,但还要考虑新材料用进储能电池里是否经久耐用,他举例说,磷碳存在膨胀和制备工艺问题,这道难题拦住了大多数产业化团队,但固理新能源掌握了表面原位转换和同素异形体结构转换控制两大核心技术,可以将磷碳电极体积膨胀率由300%下降到30%,在稳定性和循环寿命上满足商业化要求。2023年站上3551大赛舞台时,陈刚就瞄准钠离子电池磷碳负极材料的开发与产业化,最终,他斩获“光谷创业英雄帖”,并依托这一平台不断获得创业支持及资源。

陈刚

目前,企业已完成两轮机构融资,比亚迪、鹏辉能源、维科技术、蜂巢能源、超威电源、盘古钠祥等都是固理新能源的意向合作企业。“储能是国家战略产业,目前储能电池领域锂电是霸主,但我国80%的锂资源需要从国外进口,存在严重的资源卡脖子风险,而我们的方案提供了可行的替代品,未来有望完成储能领域钠电对锂电的替代升级。”陈刚介绍,目前,固理新能源已建成吨级中试线,并计划于2024年完成千吨级产线建设并实现小批量出货。

陈刚

他介绍,扎根光谷15年,企业通过了高新技术企业、光谷瞪羚企业、省创新型中小企业认定,进入武汉市初创企业育苗计划,获东湖新技术开发区揭榜挂帅项目、武汉市重点研发计划项目等支持。未来,大赛主办方还会按照企业融资发展情况,持续给予无偿资助,最高至1000万元。固理新能源将持续提升产能,完成千吨级到万吨级的跨越,成为标准的制定者和行业的引领者。


来源:中国光谷人才特区

责任编辑:张希祉
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