“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)下，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程不斷加快。但截至目前，還無(wú)法完全解決鋰電池?zé)崾Э氐陌踩珕?wèn)題。
為了服務(wù)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略需求、打造新能源熱防護(hù)體系新材料，在佛山市南海區(qū)廣工大數(shù)控裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱“佛山廣工大研究院”），由日本信州大學(xué)海歸博士、中山大學(xué)副教授周劍，以及澳大利亞迪肯大學(xué)海歸博士李臻、孔娜組成的“博士三劍客”，創(chuàng)新性地研制出了“彈性陶瓷納米纖維氣凝膠材料”，可承受的溫度范圍在-196°C至1000°C之間。
成分為純氣凝膠的“彈性陶瓷納米纖維氣凝膠材料”，能夠?qū)㈦姵啬透邷啬芰μ嵘?1000℃，打破了該領(lǐng)域下國(guó)際行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)材料所能承受的650℃，有效保障新能源汽車電池的安全使用。
突破國(guó)際行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)
扛得住1000°C高溫
論資質(zhì)，這三位博士的來(lái)頭都不小。周劍回國(guó)前曾與國(guó)際頂尖公司合作主持納米纖維復(fù)合材料項(xiàng)目，回國(guó)后又擔(dān)任多家公司的資深技術(shù)顧問(wèn)；李臻和孔娜在迪肯大學(xué)前沿纖維研究院潛心納米纖維材料的研發(fā)，李臻已具有自主設(shè)計(jì)以及建設(shè)納米纖維氣凝膠材料制造生產(chǎn)線的能力，而孔娜則精通多種形貌結(jié)構(gòu)納米材料的制備工藝和可穿戴設(shè)備的模型設(shè)計(jì)。
2020年5月，博士畢業(yè)后回國(guó)找工作的李臻在機(jī)緣巧合下加入了周劍的課題組，準(zhǔn)備入站成為一名博士后，這一研究項(xiàng)目就從此啟程。其實(shí)，“納米纖維的無(wú)機(jī)氣凝膠”的前驅(qū)體制備是其整個(gè)博士課題的基礎(chǔ)，加入了周劍的課題組后，繼續(xù)在隔熱領(lǐng)域深度挖掘和研發(fā)，直到去年的四五月份，“彈性陶瓷納米纖維氣凝膠材料”已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，所有的工序、工藝、裝置及流程均可完全穩(wěn)定地復(fù)制出來(lái)。
周劍教授和李臻博士在做實(shí)驗(yàn)
孔娜博士
目前，市面上復(fù)合隔熱材料的溫度極限一般只有 650℃，難以達(dá)到新能源汽車電池 800℃以上的隔熱要求。借助中山大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不斷地試驗(yàn)及調(diào)劑配方，所開(kāi)發(fā)的彈性陶瓷納米纖維氣凝膠是一種低導(dǎo)熱率、低密度、可壓縮、可回彈、不掉粉、不掉渣的純無(wú)機(jī)材料，承受的溫度范圍達(dá)到-196°C至1000°C，可根據(jù)客戶的真實(shí)環(huán)境應(yīng)用需求，提供節(jié)能保溫、防火阻燃、隔音降噪等功能的綜合解決方案。
除了應(yīng)用于新能源汽車電池外，在軍工領(lǐng)域，彈性陶瓷納米纖維氣凝膠可用于提高艦艇的動(dòng)力裝置熱、聲環(huán)境控制等，隔熱防護(hù)、減振降噪，有效提高艦艇的偵察能力。同時(shí)，該材料還可廣泛應(yīng)用于石油化工、高溫產(chǎn)電、冶金防護(hù)、航空航天等領(lǐng)域。
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化
年底投產(chǎn)有望超3000立方
正是看到了產(chǎn)品所具備的高性能及巨大的應(yīng)用前景，博士三人便一起走上了創(chuàng)業(yè)的道路，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的探討及資源對(duì)接，團(tuán)隊(duì)吸引了部分社會(huì)資本，于2021年6月成立了佛山市中柔材料科技有限公司，希望能將產(chǎn)品快速地推向市場(chǎng)，而不僅僅是停留在實(shí)驗(yàn)室里面。
“畢竟目前在市場(chǎng)上還沒(méi)有納米纖維化的氣凝膠，只是停留在學(xué)術(shù)領(lǐng)域。”李臻表示，團(tuán)隊(duì)所研發(fā)出的氣凝膠導(dǎo)熱率低于0.022W/m K，能夠?qū)㈦姵啬透邷啬芰μ嵘?1000℃，由此大大提高電池的耐熱性，有效保障電池的安全使用。“這在國(guó)際范圍內(nèi)來(lái)講都是一個(gè)比較領(lǐng)先的產(chǎn)品。”
2021年底，李臻團(tuán)隊(duì)入選了南海區(qū)“藍(lán)海人才計(jì)劃”第十二批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，獲得項(xiàng)目啟動(dòng)資金；同時(shí)還獲得了佛山創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽新材料產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)組二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。由此受到了佛山廣工大研究院的青睞，成為該院的孵化項(xiàng)目。
從公司注冊(cè)籌備到正式運(yùn)行，大概經(jīng)歷了半年時(shí)間。李臻介紹道，目前關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的進(jìn)展都比較順利，預(yù)計(jì)今年6月份能夠出產(chǎn)大型工程樣機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)化工程樣品，而后在對(duì)工程樣機(jī)復(fù)制的過(guò)程中做進(jìn)一步優(yōu)化和市場(chǎng)改革升級(jí)，到年底預(yù)計(jì)年產(chǎn)能超3000立方。
李臻表示，留學(xué)回國(guó)后來(lái)到佛山創(chuàng)業(yè)的過(guò)程中，佛山市、南海區(qū)政府對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、人才引進(jìn)等有著非常多政策鼓勵(lì)，在研究院的整個(gè)創(chuàng)新生態(tài)鏈，彼此之間交流廣泛。 “下一步，我們將在研究院這個(gè)平臺(tái)的助力下，構(gòu)建面向低碳經(jīng)濟(jì)的新型材料熱防護(hù)體系，為佛山制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)貢獻(xiàn)力量。”
采寫：南都記者劉鈺瀅
通訊員王曉婷
關(guān)鍵詞： 突破電池耐高溫極限佛山博士創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)國(guó)際領(lǐng)先絕熱
