西南石油大學(xué)：解決手機(jī)爆炸 隔膜技術(shù)是關(guān)鍵
時(shí)間:2017-08-15 09:49來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者:王之康
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“只需要一毛錢的成本，我們就能解決手機(jī)爆炸的問(wèn)題了。”西南石油大學(xué)2013級(jí)材料工程與科學(xué)學(xué)院新能源材料與器件專業(yè)學(xué)生鐘雪鵬之所以如此信心滿滿，是因?yàn)樗麕ьI(lǐng)的“天然木質(zhì)纖維素鋰離子電池隔膜”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已掌握了解決目前鋰電池爆炸的核心技術(shù)。而憑借這項(xiàng)技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)還成功晉級(jí)了去年的第二屆中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽，并獲得銀獎(jiǎng)。
故事要從2015年說(shuō)起。
當(dāng)時(shí)，以該校材料工程與科學(xué)學(xué)院的學(xué)生為班底，吸納了機(jī)電工程學(xué)院和經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院相關(guān)專業(yè)學(xué)生的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正式組建，開始著手備戰(zhàn)中國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽。
但是隨著畢業(yè)季的到來(lái)，一些成員相繼畢業(yè)離校，讓團(tuán)隊(duì)瞬間失去了方向。
“這時(shí)，團(tuán)隊(duì)骨干陳澤民挺身而出。為了準(zhǔn)備訓(xùn)練營(yíng)的材料，他愣是三天三夜住在實(shí)驗(yàn)室，從而也感染了其他小伙伴，將大家的心重新凝聚在一起。”團(tuán)隊(duì)成員宋阿敏回憶說(shuō)。
“要保證鋰電池的安全，電池中的關(guān)鍵材料隔膜發(fā)揮的作用至關(guān)重要。根據(jù)媒體報(bào)道，我們分析造成手機(jī)爆炸應(yīng)該是由于隔離膜變薄引起的。”鐘雪鵬說(shuō)。
廠商為了能在更小的體積內(nèi)提供更多的能量，總是想方設(shè)法擠壓輔助材料所占的空間，給電池“瘦身”，這就為鋰電池的安全埋下了隱患。因此，要讓鋰電池既“瘦身”又“安全”，隔膜技術(shù)是關(guān)鍵。
選擇什么樣的材質(zhì)來(lái)做隔膜成為團(tuán)隊(duì)首要解決的問(wèn)題。“這個(gè)尋找的過(guò)程猶如愛迪生發(fā)明電燈時(shí)尋找鎢絲，痛苦而備受煎熬。”鐘雪鵬說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)先后找了數(shù)十種材料，研究了大半年，對(duì)它們進(jìn)行反復(fù)比較、篩選、融合，可實(shí)驗(yàn)結(jié)果都不理想。就在實(shí)驗(yàn)停滯不前時(shí)，有一天，陳澤民寫總結(jié)報(bào)告不小心打翻了墨水瓶，墨水瞬間浸透了整張報(bào)告單。他忽然意識(shí)到，鋰電池之所以會(huì)爆炸，是因?yàn)楦裟げ荒苡行У匚针娊庖骸?/div>
“既然紙能吸收水，我們可不可以用紙的原料木質(zhì)纖維素來(lái)做隔膜呢？”陳澤民這一奇思妙想“拯救”了整個(gè)團(tuán)隊(duì)。
在查閱大量的資料之后，團(tuán)隊(duì)卻發(fā)現(xiàn)沒有一篇可參考的文獻(xiàn)，這時(shí)便向遠(yuǎn)在美國(guó)做訪問(wèn)學(xué)者的指導(dǎo)老師黃韻求助。黃韻則鼓勵(lì)大家說(shuō)：“既然沒有人研究，恰恰就說(shuō)明了它有研究的價(jià)值。”
得到老師的支持后，團(tuán)隊(duì)重整旗鼓，再次出發(fā)。可擺在團(tuán)隊(duì)面前的“攔路虎”依然不少，比如如何將木質(zhì)纖維素溶解于水中、如何成膜、怎樣提高性能等。
“光溫度測(cè)試，我們就做了不下上萬(wàn)次的實(shí)驗(yàn)，熬夜成了家常便飯，為了抓進(jìn)度，甚至就住在實(shí)驗(yàn)室，花了6個(gè)月的時(shí)間，我們才掌握制膜的最佳溫度。”陳澤民說(shuō)。
最終，經(jīng)過(guò)兩年多的研制，世界上第一張由天然木質(zhì)纖維素制成的鋰離子電池隔膜終于誕生了。
“經(jīng)過(guò)性能測(cè)試，與世界上最先進(jìn)的三家隔膜公司制造的產(chǎn)品相比，我們生產(chǎn)的天然木質(zhì)纖維素鋰離子電池隔膜具有綠色環(huán)保、高效安全、工藝簡(jiǎn)便、成本低廉的優(yōu)勢(shì)，每張手機(jī)鋰電池的隔膜生產(chǎn)成本只要一毛錢。”陳澤民說(shuō)。
“當(dāng)前，我們利用學(xué)校的科技園平臺(tái)，正在對(duì)隔膜進(jìn)行更加深入的研發(fā)。”陳澤民說(shuō)，通過(guò)增加一些輔助產(chǎn)品，使其在電池內(nèi)部更好地發(fā)揮作用，同時(shí)增加其力學(xué)功能，在不影響使用功能的前提下，提升綜合性能，延長(zhǎng)使用壽命。
“如此優(yōu)異的隔膜，怎能不為世界作出貢獻(xiàn)呢？”這是首屆“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽評(píng)委、全國(guó)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)投資服務(wù)聯(lián)盟理事長(zhǎng)王蔚對(duì)項(xiàng)目技術(shù)的肯定。
技術(shù)有競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)前景廣闊，同時(shí)又被業(yè)界看好，那么，面對(duì)未來(lái)，應(yīng)該如何讓這項(xiàng)技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室呢？
陳澤民告訴記者，吸引風(fēng)投公司和電池生產(chǎn)商的關(guān)注，進(jìn)而通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)入股的形式，讓該技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，應(yīng)該是一條可行的道路。
“目前，我們已經(jīng)聯(lián)系到一些廠商，準(zhǔn)備投入生產(chǎn)了。”陳澤民說(shuō)著，有些興奮。
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