冬日的南开大学校园呈现静谧萧瑟之美,在南开大学化学学院的办公室,记者见到了这位带着眼镜、略带湖南口音的青年学者严振华,他稳重且谦逊的气质给人深刻印象。
中间为严振华,与团队成员一起讨论电池测试情况
眼下,他正在着手布置天开西青园的中试平台,新采购的定制化设备将在3月份正式启动应用。
伴随天开高教科创园(以下简称“天开园”)正式开园,在2023年4月份和6月份,他们分别成立了天津常兴储能科技有限公司和天津常兴新能源科技有限公司,作为首批入驻天开园的企业,致力于钠离子安全高能电池的研发、中试与市场应用。其中在天开西青园的天津常兴新能源科技有限公司,主要做电池新材料的生产与电池制造,服务国家双碳战略。
十几年如一日 攻关钠离子电池
严振华1988年出生于湖南,自2007年到聊城大学上本科以来,17年的时间里持续学习化学理论知识和实验技能,长期攻关新能源电池项目,尤其在南开大学读博期间,在陈军院士和程方益教授的悉心指导下,他参与并见证了钠离子储能电池研发制作的全过程。2018年博士毕业之后留校工作,并逐步组建了钠离子电池攻关团队,目前他已成长为国家级青年人才,南开大学博士生导师,并入选天津市高端创新创业人才。
2023年中国创新创业大赛上,严振华团队获得天津市一等奖和全国优秀奖
谈到钠离子电池相比市面上的其他电池有何优势?他介绍说:“我们开发的钠离子电池环境友好,原材料在自然界广泛存在、不依赖进口、成本低、易获取、材料生产工艺绿色环保。电池能量密度可与磷酸铁锂电池媲美,是铅酸电池的四倍以上,同时抗寒性能优异。这些优势使钠离子电池在低速电动车和规模储能领域极具应用潜力。”
严振华所在的陈军院士团队长期致力于电池关键材料的研究,多年来,他们将人工智能大数据模拟与实验制备相结合,设计并制备了成千上万种材料,每种新材料至少需要两三周时间验证,为了提升电池的性能,他们矢志不渝、坚持不懈的试验,期间要开发和优化各种制备方法,测试各种参数:离子迁移是否快、导电能力是否好、空气稳定性是否优异……经过十多年时间和一百余名研究人员的持续探索,最终得到各方面性能较好的正负极新材料和电解液。
“层状氧化物是目前研究出来最好的正极材料,我们经过上千次纽扣电池和软包电池测试,发现材料结构很稳定,电化学性能优于目前文献公开报道的所有材料,极具应用潜力。”严振华介绍说。
紧跟国家大战略 为“双碳”目标持续攻关
随着国家“双碳”目标的提出,对大规模储能电池的需求日益增加,严振华所在的团队逐渐壮大,他们做的钠离子储能电池新材料备受关注。
自2018年探索确定了层状氧化物这一新材料路线,至今,严振华与团队成员一起,依旧在持续提升电池的能量密度和循环稳定性,同时降低成本。
“目前已经有了成熟的实验室样品,我们在这五六年时间里,不断优化工艺流程,不断做放大制备的实验,目前处于中试放大阶段。”严振华说,“我们调研过市面上的同类产品,我们研发的钠离子电池成本低,能量密度高,低温性能更好,在零下40度的低温环境下,电池还能正常使用,这是目前其他市面上的电池不具备的优势。”
不同容量的钠离子电池
他向记者介绍说:“早期电池正极材料很贵,如今通过技术攻关,成本显著降低,从几千元一公斤降低到了几十元一公斤。材料制备工艺步骤也从最初的十几步,到如今三四步,且不产生废水,废渣,环境友好。不仅生产效率大大提高,成本也大幅度降低,为钠离子电池进一步市场化做足了准备。”
求学成功的山里娃 更有恒心毅力
从最初的理论设想到实际做出样品,期间种种艰辛,在严振华看来,这些回忆就像珍藏的美酒越品越香,回想一个人在实验室起早贪黑做实验、回想和团队老师一起带领研究生和工程师们攻坚克难的经历,他并不觉得辛苦,反而乐在其中。
他笑着回忆,上研究生期间,出于对科学探索的热爱,诺大的一栋实验楼里,最后只有他自己还在实验室里埋头做实验,每到晚上临近熄灯关门,楼管大爷总要上来喊他。
一路读到博士,这条求学路,相比大多数人而言,严振华走的却异常艰辛。家中排行老二的他,爷爷给他取名振华,被寄予厚望。他深受父母亲、爷爷和兄长的影响,从小就立志要努力走出大山,南开大学杰出校友周总理“为中华之崛起而读书”从小就一直激励着他不断前进。“孩儿立志出乡关,学不成名誓不还”,漫漫求学路,在崎岖狭窄的山路上,在山峰与山坳间穿梭,不管春夏秋冬,刮风下雨,都留下过他求学的身影。
从最开始幼儿园时期,有三五成群的小伙伴,到中学时期独自一人,在这条求学路上,周围同龄人中,只有他坚持了下来……
“最开始走山路去幼儿园,单程5里地,后来上小学,单程10里地,读到初中,得翻山越岭步行4小时……”谈到这段求学生涯,他笑着对记者说出来,眼神和语气中看不到他内心有任何抱怨情绪,反而非常释然。在他看来,恰恰是这段艰苦的经历,培养了自己坚韧的品格,这也成了他往后人生中最宝贵的经历。
他认为“能吃苦”很重要,他吃过苦,但不刻意提倡吃苦教育,而是认为面对挫折、面对打击,要有坚持不懈的恒心和毅力。
这些宝贵的人生经历也被他带到了教学和研究生培养中,严振华不仅教学生做实验、掌握科学方法、进行富有创新性和实际意义的科学研究,同时基于自己的求学经历,教会学生锻炼自我表达能力,更重要的,要有团队协作能力和直面困难勇于攀登的勇气。
喜欢钻研,对科研感兴趣的他,用自己的亲身经历,真正实现了“读书改变命运”,走出了大山,靠着勤奋、努力与坚持,来到了梦寐以求的学术殿堂,在自己喜欢的领域与国家发展同频共振,成为国家科技强国的青年栋梁!在未来,他仍将带领团队一起努力攻关,为服务国家双碳战略贡献力量。
来源:津云