科學(xué)導(dǎo)報訊 記者郭亞妮 山西，一座曾經(jīng)因煤而興的能源大省,，正積極探索無煙煤高效利用新途徑,。近日,，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所又傳來好消息，由陳成猛研究員帶領(lǐng)的709課題組科研團(tuán)隊,，聚焦于儲能和電子領(lǐng)域的先進(jìn)炭材料,，將常見的無煙煤變身為綠色高端的炭材料，克服了鋰電池“充電焦慮”的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,。

　　商用鋰電池出現(xiàn)后,，憑借其續(xù)航時間長、使用壽命長和體積小等優(yōu)勢,，在電動汽車,、儲能領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位,。如今，商用鋰電池的續(xù)航能力已翻了三倍以上,，但高效安全地快速充電仍是難題之一,，制約了其在電動汽車領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。原來,，商用鋰離子電池快充能力的限制因素主要是負(fù)極材料,。這是因為作為負(fù)極材料的石墨結(jié)構(gòu)使得鋰離子傳輸路徑變長。在快速充電過程中,，鋰容易在負(fù)極表面析出,，造成鋰的損失、容量的衰減,，其熱失控之后的起火,、爆炸問題也成為一大安全隱患。

  針對這一問題,，工業(yè)中在負(fù)極充電設(shè)計時常通過減少石墨微晶結(jié)構(gòu),，增加孔隙率來實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上,，無煙煤是煤炭及其衍生產(chǎn)品中最環(huán)保的炭,，擁有“清潔炭”“潔凈炭”美譽(yù)。守著個渾身是寶的“金疙瘩”,，陳成猛研究員帶領(lǐng)709課題組將煤炭通過石墨化轉(zhuǎn)變成符合要求的快充石墨負(fù)極材料,。

  按照這個思路，在山西省科技重大專項等項目支持下,，陳成猛研究員帶領(lǐng)709課題組以山西,、云南等地盛產(chǎn)的無煙煤為原料，突破了高效脫灰,、煤炭炭化燃燒/噴料等共性關(guān)鍵技術(shù),，完成了煤基快充石墨技術(shù)開發(fā)，建成了噸級煤基快充負(fù)極材料的試驗線,，獲得了低成本高品質(zhì)煤基快充石墨材料,，實(shí)現(xiàn)了制造端材料固碳、應(yīng)用端節(jié)能減碳的目標(biāo),。

  目前,，該項目經(jīng)過材料物化性能、加工性能和電化學(xué)性能的評測,，實(shí)現(xiàn)了性能優(yōu)化,，并完成了噸級產(chǎn)品定型和工藝固化，形成了成熟可靠的“材料+應(yīng)用”解決方案,，所開發(fā)的樣品已在孚能科技等多家鋰離子電池企業(yè)展開試用評測。此外，該項目還取得了階段性成果,，申請國家專利13項,，其中發(fā)明專利8項，主持制定國家標(biāo)準(zhǔn)1項,。