寒冬時(shí)節，先進(jìn)儲能材料國家工程研究中心里依舊是一幅熱火朝天的場(chǎng)景。研發(fā)人員正在中心主任兼首席科學(xué)家鐘發(fā)平的指導下，開(kāi)展一種新型電池材料的實(shí)驗工作。
致力于高性能綠色二次電池、電池關(guān)鍵材料及電化學(xué)儲能的應用理論研究和工程化開(kāi)發(fā);帶領(lǐng)團隊突破鎳氫電池生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現成果產(chǎn)業(yè)化;將混合動(dòng)力汽車(chē)用電池關(guān)鍵核心材料產(chǎn)業(yè)規模做到世界前列;率先開(kāi)發(fā)國內首個(gè)分布式微網(wǎng)新能源儲能系統……30多年來(lái)，鐘發(fā)平在“儲能”這條路上孜孜以求、一往無(wú)前。
實(shí)現連續化帶狀泡沫鎳的產(chǎn)業(yè)化，是鐘發(fā)平科研路上第一個(gè)大的突破。
鎳氫電池廣泛應用于移動(dòng)通訊、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域，其關(guān)鍵材料便是連續化帶狀泡沫鎳。“當時(shí)，我國還不能規?；a(chǎn)連續化帶狀泡沫鎳，只有日本、法國等國家能生產(chǎn)。”鐘發(fā)平說(shuō)，在一次與外商的談判中，對方把泡沫鎳的價(jià)錢(qián)抬高到每平方米30美元的“天價(jià)”，聲稱(chēng)“少一美分也不賣(mài)”。
1997年，鐘發(fā)平帶著(zhù)連續化帶狀泡沫鎳生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)利回到家鄉湖南，租下了一間廢棄的食堂，和幾個(gè)志同道合的伙伴一起，探索連續化帶狀泡沫鎳的產(chǎn)業(yè)化之路。此前，從武漢大學(xué)化學(xué)系博士畢業(yè)后，鐘發(fā)平先后任職于中國科學(xué)院化學(xué)研究所和清華大學(xué)。他還在原國家科委國家高技術(shù)新型儲能材料工程開(kāi)發(fā)中心暨鎳氫電池中試基地擔任總工程師，并順利完成中試工作。
沒(méi)有可供借鑒的技術(shù)路線(xiàn)，沒(méi)有可滿(mǎn)足連續化生產(chǎn)的設備，鐘發(fā)平就帶著(zhù)研發(fā)人員自己設計、制造。白天，研發(fā)團隊在搭建的簡(jiǎn)易中試產(chǎn)線(xiàn)上不斷調試，查看電鍍設備能否實(shí)現連續化燒結和真空鍍膜等生產(chǎn)過(guò)程;晚上，鐘發(fā)平在簡(jiǎn)陋廠(chǎng)房中給同事們講授化學(xué)、物理、機械知識，探討工藝技術(shù)難點(diǎn)……經(jīng)過(guò)數百個(gè)不眠不休的日夜，他們創(chuàng )新探索出磁控濺射氣相層積鍍鎳法，解決了材料的高韌性、高強度和高一致性等問(wèn)題。
隨后，鐘發(fā)平創(chuàng )辦的長(cháng)沙力元新材料股份有限公司(現為湖南科力遠新能源股份有限公司)成功研制出具有自主知識產(chǎn)權的連續化帶狀泡沫鎳產(chǎn)品，填補了國內空白。
2008年，面對節能與新能源汽車(chē)發(fā)展的大趨勢，鐘發(fā)平帶領(lǐng)團隊進(jìn)軍汽車(chē)動(dòng)力電池領(lǐng)域。“剛開(kāi)始試樣的時(shí)候多次被拒，但我們的真誠和對品質(zhì)的精益求精最終打動(dòng)了客戶(hù)，2014年開(kāi)始穩定給豐田供貨。”鐘發(fā)平說(shuō)。憑著(zhù)一股不服輸的勁頭，鐘發(fā)平團隊研制出國內首條鎳氫汽車(chē)動(dòng)力電池全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，將混合動(dòng)力汽車(chē)用電池關(guān)鍵核心材料及動(dòng)力電池的技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)規模和智能制造能力做到前列，成為多家車(chē)企混合動(dòng)力電池的主供應商。
在中國工程院院士、中南大學(xué)原校長(cháng)黃伯云看來(lái)，新材料是科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級的重要基石，連續化帶狀泡沫鎳作為關(guān)鍵基礎材料，其國產(chǎn)化為先進(jìn)二次電池的發(fā)展奠定了基礎。“我們通過(guò)引進(jìn)鐘發(fā)平一個(gè)人才帶動(dòng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)湖南省的電池事業(yè)從無(wú)到有。”
在此基礎上，鐘發(fā)平團隊不斷探索新的儲能方式和領(lǐng)域。2011年11月，該團隊研發(fā)的分布式微網(wǎng)新能源儲能系統，在第十三屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )上首發(fā)，并在深圳市南山區投入使用，填補行業(yè)空白。該系統是以集成3S(BMS+PCS+EMS)技術(shù)為核心的小型發(fā)、配、儲、輸、送的電力系統，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行，實(shí)現分布式發(fā)電最大化、分布式儲能壽命優(yōu)化、用電負荷節約化，先后在廣東、江蘇和湖南等地開(kāi)展了示范應用。
新能源汽車(chē)經(jīng)過(guò)十余年的快速發(fā)展，動(dòng)力電池退役高峰期即將到來(lái)，特別是隨著(zhù)以磷酸鐵鋰電池為主的新型儲能高速發(fā)展，退役電池的回收與再生將成為環(huán)境保護和資源保障的重大課題。而傳統的電池回收技術(shù)存在工藝流程長(cháng)、環(huán)境足跡重、鋰回收率低等問(wèn)題。為此，鐘發(fā)平帶領(lǐng)團隊國際首創(chuàng )了退役磷酸鐵鋰電池脫氟提鋰技術(shù)，攻克了黑粉中氟含量高和鋰浸出液中雜質(zhì)組分濃度高的難題，實(shí)現了高效率選擇性提鋰在電池回收領(lǐng)域的成功應用，電池黑粉殘氟含量小于0.045%，鋰綜合回收率大于95%，酸堿用量減少90%，成本降低30%。
與此同時(shí)，鐘發(fā)平不斷探索交叉學(xué)科的研究。2024年6月，武漢大學(xué)碳中和研究院正式揭牌成立，鐘發(fā)平受邀擔任該院首任院長(cháng)。“在激烈的國際競爭中，靠單打獨斗是行不通的。尤其是‘碳中和’這樣的系統性工程，更需要跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)、跨領(lǐng)域的交叉創(chuàng )新。”鐘發(fā)平說(shuō)。研究院整合學(xué)校電子信息學(xué)院、化學(xué)和分子科學(xué)學(xué)院等單位的研究力量，充分發(fā)揮該校在遙感科學(xué)與技術(shù)、地球物理學(xué)、化學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等領(lǐng)域的學(xué)科優(yōu)勢，同時(shí)引入行業(yè)產(chǎn)業(yè)力量，形成產(chǎn)學(xué)研深度融合、跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng )新的研究平臺和創(chuàng )新聯(lián)合體。2024年11月，由鐘發(fā)平創(chuàng )立的大儲能生態(tài)創(chuàng )新聯(lián)合體在武漢正式成立。
作為儲能行業(yè)的一名“老兵”，之所以在花甲之年再出發(fā)，鐘發(fā)平說(shuō)，是因為在以?xún)δ転榇淼?ldquo;碳中和”領(lǐng)域還存在痛點(diǎn)卡點(diǎn)，他看在眼里急在心里。“我是因為國家教育政策才得以從偏僻鄉村走出來(lái)的‘農村娃’。”他說(shuō)，懷著(zhù)感恩之心，科技興國、產(chǎn)業(yè)報國始終是他最執著(zhù)的追求，“尤其是在能源結構轉型和儲能面對復雜挑戰的當下，我愿意成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步的‘鋪路石’。”(咸寧新聞網(wǎng))
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