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邱磊 | 如何突破锂电池性能?这种新材料用数据说话

2018年的一天,邱磊又一次被纤维素生产厂商拒绝,这意味着他想联合开发国产锂电池纤维素粘结剂的希望彻底落空了。


回去的路上,邱磊经过一个十字路口。看着来往的人群,他突然感到一阵孤独。但是,下一秒他又独自穿过人群,逆流而行,只留下一个坚毅的背影。


向下扎根 让种子长成大树


从本科到博士毕业,邱磊的专业从未变过。提到高分子材料工程,邱磊说自己本科阶段有些懵懂,就像埋进土里的种子,开始生根发芽。


硕士阶段,他参与到一些项目中,取得了不少成果。“那种感觉很棒,就像种子长成了树苗,”他说,“但让我真正有成就感,想要在这个专业扎根下去,是在读博期间。那时候我就想:我要长成一棵大树。”


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十年前,国内锂电池行业刚刚起步。邱磊发现从日本进口的锂电池纤维素粘结剂产品能卖到40万元/吨,而国产的纤维素产品只能卖到2万元/吨。


当时的他对自己的专业了解还不够深入,但是他已经在暗暗思考:“为什么我们不能做性能优越的锂电池纤维素粘结剂产品,以获得更高的附加值?”


“事实证明,我的坚持是对的。”谈及自己选择锂电池研究方向,邱磊感到很欣慰。他说在2019年前,锂电池纤维素粘结剂领域几乎无人问津。即便是这样,他也从未放弃研究。


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从实验室的三口瓶开始做合成,到现在十几立方的DCS自动化生产反应釜,再到进行量产供应,邱磊始终身先士卒。


量产后,邱磊的第一家客户是宁德新能源(ATL)。从2014年给ATL送样评测,到2019年ATL正式批量采购。正是邱磊勇攀高峰、追求真理的态度和ATL的支持,才让他一步步走到现在。


虽小却好 四两也能拨千斤


全世界锂电池粘结剂都是CMC-Na,我国使用的大部分CMC-Na都是从日本进口。


在量产CMC-Na之后,邱磊又开始思考:“既然钠离子可以在锂电池中使用,那么使用锂离子是否可以合成一个更好的粘结剂?”2011年邱磊开始准备资料发表博士论文,成为了CMC-Li作为锂电池粘结剂的发明者,并逐步放大中试,开始向量产推进,成为该产品从实验室走向量产的第一人。


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谈及CMC-Li的优点,邱磊说用锂盐代替CMC-Na中的钠盐,能额外的给整个锂电池提供锂离子,增加锂离子的总体数量,也就是所谓协同补锂。


同时,CMC-Li作为离子型聚合物,本身也具有结合和电离出锂离子的能力。这既能额外的提高正负极之间锂离子嵌入和脱出的数量,提高电池的比容量,又能提高电池的循环效率。


研究数据表明,使用CMC-Li的电池在大倍率充放电、高低温应用场景、长循环、改善极片析锂等方面拥有突出的优势,让电池拥有更高容量、适应更复杂工作环境的同时能极大提高电池的安全性和使用寿命。


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最重要的是,CMC-Li只是电池中的一个辅材,添加量很少,只占到电池负极材料的1.5%-2%,占整个电池成本的3‰左右。


比如一辆电动车价值20万元,电池约为10万元,按照60千瓦计算,需要的CMC-Li大约是七八百元,这对于整个电池的价格来讲微乎其微。但是这几百元却能够影响整个10万元电池的性能。所以CMC-Li粘结剂产品品质要求高,技术壁垒高,性价比也高。


量产CMC-Li,邱磊经历了很多波折。从最开始的寻求合作失败,到初步建立起自己的工厂,再到2021年成立自己的公司——绿能纤材(重庆)科技有限公司,他一步一个脚印,做到了。


公司成立后,邱磊打造出由DCS自动化智能控制的全新独特工艺的高纯度电池级CMC-Na产品和其进阶型产品——功能型协同补锂粘结剂CMC-Li。这是国内首条锂电池级纤维素产品产线,产品专线专供,采用全新设备和工艺,保证了锂电池粘结剂品质稳定,降低了生产成本,为量产推广奠定了基础。


行而不辍 未来一定可期


一路走来,邱磊对前路更加肯定,他说:“这条道路上有很多困难,但克服困难回望时,那些不过是人生路上的一个小缓坡,翻过去就会柳暗花明,一马平川。”


谈及下一步发展,邱磊认为人才是第一位的。作为重庆理工大学的硕导,他说自己只想做一个好的导师。“我在学生时代,我的导师和师门对我帮助良多。所以我希望我的学生有一天在回望来路时,也能想到我,想到曾经有一个老师帮助过指引过他,这样我就满足了,”邱磊说。


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寻找优秀的人才,组建强大的团队,这是邱磊一直在做的事。“我们最大的强项是研发,”邱磊说,“任何一款产品都需要进步,需要更新换代。”他打算将来在公司成立一个研究院,根据市场的需求来进行科研,让研究成果快速转化,真正实现产学研结合。


在合作方面,邱磊希望找到能和公司一起成长的伙伴,把公司做精做大做强。他说公司未来有两个发展方向:一个是继续深耕锂电池粘结剂,另一个是做有技术壁垒的中高端纤维素。“我有责任让这些产品实现独立自主研发,不能让国外卡我们的脖子。”邱磊说。


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“道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期。”邱磊说到这句话时,眼里有光。


他孤独前行,他逆流而上,他有自己的方向,也有自己的梦想。未来的路还很长,邱磊说既然选择了,就一定会走下去。

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