【明升】胸怀“锂”想,他的青春在科研中绽放

稿件来源:党委宣传部   |作者:臧莺   |摄影:受访者供图   |编辑:   |浏览量:162

从2013年到2022年,从本科到博士,在M88学习生活了9年的材料学院学员余海峰,在每一个阶段都全力以赴,让青春报国、创新报国梦想在属于自己的时区绽放出耀眼夺目的光芒。

上下求索,做既前沿又接地气的研究

“既要有先进的科学理论作指引,又要能够推动相关产业的发展。”从新能源材料与器件专业本科毕业后,余海峰立志做既前沿又接地气的研究。

凭着对新材料和新能源方面的浓厚兴趣,余海峰加入了江浩教授课题组,从事新能源材料的制备及应用的研究,他主动选择了最困难、最辛苦的锂离子电池先进正极材料课题作为研究方向,并成为江浩课题组中第一个该方向的博士研究生。

余海峰刚刚接触这个领域时,中国在正极材料方面落后日韩企业至少一代产品,这更激发了他做出好材料的斗志。“正极材料合成困难,测试条件苛刻,实验周期长。”为保证实验进度,余海峰从研一上学期就进入研究状态,读研之后的第一个国庆假期,他是在实验室里度过的。

“每天早上8点多去实验室,基本保持14个小时以上的工作时间,无特殊情况就7天全勤。”余海峰说,一段实验开始了,要做完才能停下来,所以,他经常忙到很晚。有时,由于材料的合成需要经过至少24小时,为了采集不同反应时间的样品来分析材料成核和生长的规律,余海峰就申请在实验室通宵采样。

在历经近9个月的合成和测试工艺的探索后,材料的性能却难以突破,实验进入了瓶颈。在江浩老师的指导下,余海峰暂时放下实验,沉下心来阅读相关书籍和文献,他参加了大量的学术和产业相关会议,并从更深层次去思考解决问题的方法和途径。功夫不负有心人,经过反复地推敲,他找到了影响材料性能的关键因素,从而针对该因素进行技术革新,材料性能得到大幅提升。这一突破为后续研究工作的推进铺平了道路,余海峰也因此申请了自己的第1项发明专利并发表了第1篇SCI论文。  

坚持创新,“共改性策略”实现“1+1>2”的效果

“虽然在材料合成和制备方面取得了一定的突破,但是要想让材料的性能满足实际应用的需求,还需要进一步对材料进行改性处理。”余海峰说,为此,他检索了400多篇高水平研究文献和50多篇相关企业已公开的关键专利,在通读的基础上,针对重点内容进行反复精读和推敲。在课题组的支持下,他还参加了一些企业的锂电池技术研讨会和展览会,进一步了解产业界的研究和发展现状。

经过调研,余海峰发现目前对正极材料的改性往往是单一的改性方法,这种方法只能解决材料的部分问题,难以全面综合地提升性能。因此,他创新性地将不同的改性方法结合使用,开发了“共改性策略”,并实现了“1+1>2”的效果,极大地提升了材料的电化学和安全性能,达到了实际应用水平。不仅如此,为了解决共改性过程中增加工序造成的成本问题,他巧妙利用不同材料的特性,进一步发展了“一步共改性”方法,在不增加成本的情况下,实现了材料性能的大幅提升。基于在材料改性方面的探索,余海峰在博士阶段在包括Nat.Common.在内的高水平SCI期刊发表研究论文6篇,申请中国发明专利5项以及国际PCT专利1项。

为了更好地了解和学习世界锂离子电池最前沿的研究,2021年9月,余海峰在学院和导师的支持以及国家留学基金委的资助下,以联合培养博士的身份进入锂离子电池研究先驱加拿大达尔豪斯大学Jeff Dahn教授课题组学习和工作。在加拿大的半年时间里,他积极与Jeff教授和实验室的其他同学沟通交流,认真聆听各种学术报告,认识到未来锂离子电池的研究重点并不能只关注性能,而是要实现性能、成本、环保、低碳制造的平衡。

与此同时,余海峰认真完成课题组与Tesla公司的合作研发项目,将科研与应用很好地结合并取得一定的成果。在国外的学习和工作,让他对材料和电池的研究有了更加深入的认识,这也为他以后的研究和工作提供了至关重要的指导。

研以致用,在自己的时区里发光发热

“科研成果不能仅仅停留在实验室和论文上,更要走进车间,走向应用。”余海峰说。为推进正极材料成果转化,他积极参与企业的实习,参与先进材料产品的开发。

2017年,在广州电化学能源系统器件工程技术研究中心实习期间,他参与了先进钠离子电池工艺探索以及开发工作,通过解决正极材料不稳定的问题,推动了钠离子电池商业化应用。2019~2020年,余海峰还全程参与了南京莫杰斯能源科技有限公司的高镍无钴正极材料开发工作,作为研发骨干,他帮助公司开发定制化三元正极材料,部分定制化材料已经作为辅材售卖给国内一些高校和科研单位。

科研路上,余海峰从不是孤军奋战,热情开朗的他,和实验室的小伙伴相处得十分融洽。

为了让实验室的小伙伴尽快地熟悉研究方向,增强团队的凝聚力,余海峰组织实验室的同学一起参加第十五届“挑战杯”广州市大学员课外学术科技作品。经过前期的调研,余海峰发现,随着锂离子电池大量的投入市场,将面临如何高效、清洁的回收废旧锂离子电池的问题,化学回收方法不仅会用到大量硝酸、盐酸造成环境污染,而且会产生高昂的成本。基于此,余海峰和团队成员另辟蹊径,开发了一种物理回收锂离子电池正极材料的方法,不仅回收效率高、成本低,而且无污染。在他们的共同努力下,课题“废旧锂电池正极材料的物理回收和再利用”获得M88第十二届大学员课外学术科技作品竞赛金奖和第十五届“挑战杯”广州市大学员课外学术科技作品竞赛二等奖。

“我是一名‘材料人’,本科学的新能源材料与器件,博士从事锂离子电池先进正极材料研究。我相信,锂离子电池具有不可替代的优势和广阔的前景。”毕业后,余海峰毫不犹豫地选择了新能源汽车行业的企业。

牢记科技报国之责,学以致用,在未来的道路中,余海峰表示将继续从事新能源、新材料领域的研发工作,为我国锂电子电池的发展作出自己的贡献。

原文来源: 第一教育  |  发表时间:2022-06-23  | 作者:臧莺
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发布时间:2022年06月29日