编者按:随着世界经济的快速发展,各国对能源的需求也越来越大。化石燃料终有枯竭的一天,国际能源价格的持续走高,能源竞争的日趋激烈,使得各国政府不得不在关注传统化石燃料的同时,把目光投向了新能源新材料,各国的风险投资纷纷投向新能源新材料就是最好的说明。世界上磷酸铁锂新材料新能源技术产业化发展较好的仅美国、中国、加拿大、德国等少数国家,上海大学的磷酸铁锂新材料新能源技术,顺应了我国的新能源政策,在投入较少的情况下,产品无论从技术含量还是使用性能都达到了一个新的高度,项目的产业化道路越走越宽,如今上海大学研制的磷酸铁锂及其产品,已经获得了国家授权发明专利一项,授权实用新型专利一项,申请发明专利三项,2006年上海市科技进步二等奖,上海市工博会技术交易奖等殊荣。

研发与世界同步 抓住新材料新机遇
磷酸铁锂材料在1997年首次面世,作为一种全新的材料,当时就有人预言,该材料可能将在动力锂离子电池方面得到广泛应用。2003年,经过改性的磷酸铁锂推出,使其实际应用成为可能。2006年,美国A123公司与Dewalt公司合作在电动工具上试用磷酸铁锂电池获得成功;2007年,磷酸铁锂电池首次在跑车上安装运行成功;2008,磷酸铁锂电池在纯电动巴士、混合电动汽车、纯电动汽车上安装运行成功。至此,磷酸铁锂这种新型的材料受到了众多国家和学者的密切关注,成为炙手可热的新材料,各国竞相开始磷酸铁锂项目的研究。
2004年,上海大学紧紧抓住这个新材料问世的契机,在科技园区潘志浩总经理和赵兵博士的共同努力下,全力投入到磷酸铁锂材料的研究和开发中去,经过反复的科技攻关,终于成功解决了磷酸铁锂材料在实际应用中的诸多难题,研发、生产出的磷酸铁锂新材料、电池获得了诸多专家学者的肯定,并在电动巴士、环保汽车、电能储存等多方面得到广泛应用。

高新科技保质量 过硬品质促发展
2004年,上海大学成立了以赵兵博士为学术带头人的项目小组,赵博士是我国最早投入磷酸铁锂新材料研究的专家之一,在磷酸铁锂新材料新能源研究方面有着丰富的经验和深厚的学术造诣。上海大学磷酸铁锂新材料新能源的研究开发出的磷酸铁锂新材料,克服了材料本征的导电性比较差,电阻率大,材料本征的离子迁移率小以及亚铁盐合成环境苛刻等合成技术难题,控制在弱还原性气氛下,利用碳纳米包覆技术,将电导率提高8个量级,具有良好的放电性能,电化学容量达到160mAh/g,上海大学通过与上海驰源新材料科技有限公司的紧密合作,走产学研一体化的道路,围绕着磷酸铁锂的材料制造,电池应用和电动汽车电池管理系统的开发,深入探讨,广泛交流。目前已在浙江建立了磷酸铁锂材料生产基地。首条年产100吨材料生产线已经顺利投产,另一条年产500吨材料生产线将在2009年底投入使用。磷酸铁锂电池重量更轻,材料本身在400℃以下热稳定极好,产品的安全性极高,使得应用的范围更广,节能的效果更加明显。就算遭受撞击或挤压,也不会发生爆燃等危害安全的现象,它的使用寿命更是远超传统电池,铅酸电池的充放电次数一般为500次,而磷酸铁锂锂电池的充放电次数可达2000次以上,提高了4倍有余。此外,磷酸铁锂锂电池由于不含贵重金属,资源丰富,不但成本大大降低,不含有毒元素和重金属,使用后也不会对环境造成污染,真正做到了环保,节能和可持续发展。
磷酸铁锂电池项目通过不断技术革新,现在已经开始批量供应市场,经检定,性能处于国际先进水平,磷酸铁锂电池组以及电池控制管理系统可以针对如纯电动巴士、电动轿车、电动清扫车、电动巡逻车、高尔夫球车、混合动力巴士等各类交通工具进行开发,也可广泛应用于电动自行车、电动滑板车等轻型交通工具,在无线通讯基站后备电源以及太阳能、风能等大型储能型电源设备方面亦有广阔的前景。
目前,磷酸铁锂锂电池组已经在上海825公交线20余辆公交车上使用1年多,运行稳定,今年将在另一条线路上再装配40余部。学校和上海811所及深圳、天津、浙江等地合作生产电池和电动车的项目进展也极为顺利,许多国内著名汽车制造企业纷纷前来洽谈合作。磷酸铁锂锂电池应用的关键技术和关键材料,已经得到了产业化利用的肯定,通过市场的检验,磷酸铁锂项目作为我国新能源政策实施后一个重要的项目,其巨大的优越性正逐步显现。
作为新能源的代表项目之一,磷酸铁锂在环保方面更具有多种优势:上海大学制备磷酸铁锂采用绿色的反应路线,控制有害气体的排放。生产过程中重视自动化水平,连续性和自动化控制水平极好。对材料的设计,颗粒的均匀度,颗粒的大小及表面包覆的均匀性均采用了专利技术,从而达到极高的环保性和安全性。
在控制管理系统方面,项目小组则采用了世界流行的模块化设计。而目前国外产品讲求控制系统的专一性,往往一种类型就拥有一套控制管理系统,这样的设计,使得产品的性能,效率,安全系数保持在一个较高的水平上,但考虑到我国车型种类繁多,一车一系统的做法显然不符合我国的国情,而模块化的标准控制管理系统,不但在改装和生产方面带来极大的便利,也避免了重复设计系统的繁琐,亦可以根据需求增加或减少控制单元,大大降低了成本。并且整个系统在停车的时候会进入休眠模式,系统功耗为最小值,在整车上电后,管理系统将使各模块迅速进入正常工作状态。智能化的设计,使系统各个模块一直处于平衡状态,时刻保证行驶中从电池到系统的安全性和稳定性一直处于最佳状态。
多学科群策群力
上海大学高科技产业化硕果累累
一个产业的发展离不开各级政府的支持和各学科的通力协作,上海大学磷酸铁锂项目得到了上海市科委、上海市教委、上海市科技成果转化促进会的大力支持。采访中赵博士告诉记者,上海大学科技园区搭建了一个很好的高科技孵化平台,凭借自身的优势和资源让多学科群策群力,为科技成果的产业化提供了良好的条件,所以我们可以为合作单位提供从材料到电池到整车全产业链的全面技术支持,磷酸铁锂项目有着极为广阔的发展前景,其无污染可持续的环保特性,巨大的经济效益等都非常符合我国未来发展的需要。相信通过与众多行业的紧密合作,一定能为我国的建设和发展贡献巨大的力量,随着我国新能源新材料政策的推行和各种资本的不断投入,磷酸铁锂项目的产业发展很快,上海大学磷酸铁锂项目进展这么顺利与上海市政府的大力支持是分不开的,相信经过众多同仁的共同努力,我国的磷酸铁锂项目将进入快速发展期,中国也将和美国、德国一起,成为世界上在磷酸铁锂方面领先的国家。










