新材料让新能源车充一次电多跑一半路

    长江日报讯 近日，在位于洪山区的湖北珈硅能源科技有限公司（以下简称珈硅能源）中试车间，研发人员正将覆满棕色粉末的铜箔，封装进纽扣大小的电池外壳，再对电池性能进行测试。

    “这种棕色粉末叫纳米硅，是我们研发的一种新型锂电池负极材料。它的能量密度是传统石墨负极材料的10倍，可以使同体积或重量的锂电池储存更多电量，能让新能源汽车的行驶里程再增加50%，且充满电只要10分钟。”正在中试车间进行测试的珈硅能源创始人、武汉大学化学与分子科学学院教授金先波介绍，目前团队已攻克了超细纳米硅制备核心技术，在实验室里研发出的“未来电池”正迈向产业化。

    硅的能量密度虽大，但此前应用于锂电池却并不完美。“就像吹气球一样。”金先波笑着打了个比方，“硅在充放电过程中会反复膨胀收缩，时间久了就会造成电池‘内伤’，性能下降。”要解决这个难题，要将硅的尺寸缩至纳米级，极致降低体积变化的影响。

    “目前，超细纳米硅的宏量制备技术尚属国际空白。”金先波介绍，世界上现在成功批量生产的纳米硅水平为80纳米左右，未达到超细级别（＜30纳米），且制备成本高达每吨近百万元，无法在新能源汽车的锂电池上应用。

    针对市场需求，金先波和研发团队另辟蹊径，在实验室内历时多年攻关，创新采用电化学的方法，成功制备出了30纳米以下尺寸的超细硅新材料，制备成本能降低到每吨10万元以下，且不会产生化学污染。

    “我国新能源汽车产业发展迅速，目前锂电池所使用的传统石墨负极材料性能已接近天花板。学校鼓励我带着成果走出实验室，进行科技成果转化。”2023年，金先波和武汉大学共同成立珈硅能源，并获得了茅台科创基金的天使投资。

    去年，在得知企业有就近开展中试试验的需求后，洪山区协同武汉大学科技园青菱创新产业基地免费为其提供了一间1000平方米的厂房。“因为是制备新材料，市面上没有标准化的生产设备，我们需要自己动手设计和改装类似装置。”为了调试设备，金先波和团队的2名博士、4名硕士研究生亲力亲为，测数据、搬原料，什么活都干。

    “我们现在制备的产量已经从实验室的100克逐步增长到吨级，目前的中试结果还比较理想。”金先波透露，虽然还处于中试阶段，但公司研制的超细纳米硅新材料已引起多家下游锂电池厂家的关注，收到多份合作意向，“如果中试产品性能达标，我们将与厂家合作进行下一步的工业化应用测试，大容量、快充新能源汽车电池将在现实中应用”。

    （栾嘉雯 赵浩宇 张泽君）