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汤卫平:"接地气"的航天锂电池技术"大牛"

锂电中国浏览量:2714时间:2015-04-27 09:37:38

编者按:当前,上海正在举全市之力推进具有全球影响力的科技创新中心建设。

建设科技创新中心,要聚焦体制机制改革,创新人才培养、创新创业软环境建设等等。这其中,关键问题和瓶颈的突破尤为重要,创新人才的引领带动作用举足轻重。近年来,上海已经在科技创新、创新创业方面涌现出一批优秀人才。东方网的“星期一基层典型”报道围绕这一主题,连续推出本市各行业、各领域涌现的创新先锋,报道他们在科技攻关、创新创业方面的生动故事。

今年53岁的汤卫平貌不惊人,语不惊人,如邻家大叔一样温和,如果在街头遇上,你绝对想不到,这位“大叔”其实是一位高端科学技术“大牛”,他所精进的领域,关乎我国的航天事业,甚至将来会关乎我们头顶的蓝天、呼吸的空气。他所致力的,是新能源储能领域的研究开发,他的“离子筛”盐湖提锂技术使中国锂资源的有效开采利用进入一个新时代。他所带领的中国航天科技集团公司上海空间电源研究所锂电池技术研发班组,是一个以新能源锂电技术研发为主的高端前沿科研班组。

携带专利技术义无反顾回国报效航天

汤卫平是国家第六批“千人计划”引进回国的专家,博士学位,是上海空间电源研究所副总工程师,掌握着破解盐湖提“锂”这一世界级难题的核心技术。

汤卫平2010年加入上海空间电源研究所,在此之前,他客居日本20多年。虽然留学、工作都顺风顺水,工资待遇也很优厚,但他深知,梁园虽好,终非久留之地,他也坚信,自己的所学将会在自己的祖国派上大用场,因此他一直没有加入日籍。2010年,当上海空间电源研究所向他伸出了“橄榄枝”时,他感觉到,以自己所学来报效祖国的机会终于到来了,“能源是人类发展的动力,但也不可避免地带来环境的恶化,比如我们所熟知的‘雾霾’。”在汤卫平看来,清洁高效的能源是人类实现可持续发展的重要一环。而自己所掌握的盐湖提锂的核心技术,将会使我国锂资源获取成本降低,使锂电池这种新型能源推广使用的可能性大大增加。“新能源的使用能减缓对环境的污染,这是一件造福于民的事。”

于是,他毫不犹豫地舍弃了在国外的一切待遇,举家回国,加盟航天,全身心投入到发展祖国锂电池产业之中。

“离子筛”让盐湖提锂更高效环保

汤卫平所掌握的盐湖提锂核心技术被称为“离子筛”,是他在日求学、工作期间获得的独家专利,现在他将这项技术带回了中国。

该技术利用吸附剂捷径结构中的超微孔同锂离子大小相同的“体积效应”,使吸附剂对锂离子产生选择性吸附效应,达到从高镁含量盐湖卤水中分离锂离子的目的。这项技术的分离效果明显优于以前的离子交换膜法,可以将盐湖卤水中95%~96%的锂分离提取出来。填补了我国锂离子筛吸附法的技术空白。

据了解,我国锂资源储量和产量虽然在亚洲排位第一,但是在锂储量上只占世界储量的10%左右。我国70%的锂资源存在于盐湖之中,其中大部分分布在青藏高原的盐湖中。

然而,由于我国的盐湖卤水的含镁量高,开采难度大。我国现有的盐湖提锂方法有离子交换膜法和铝酸盐吸附法,它们均采用从卤水中直接选择性分离离子的方法。其中离子交换膜法已经初步产业化,但回收率低、资源浪费大;铝酸盐吸附法仍处于中试状态。

而“离子筛”法不仅分离效果明显,也适用于规模化生产,目前,班组已经同青海锂业签订协议,年底将有一个重大项目上马,利用“离子筛”法,将比原来的离子交换膜法产能提高了80%。

“接地气”锂电池撬动电动汽车发展前景

除了锂资源提取,锂电池及其材料制备、新能源储能应用也是汤卫平着力发展的领域。他所在的上海空间电源研究所,从事的是空间电源研究和生产。神舟系列飞船和天宫一号上的电源系统都是他们的得意之作。但上海空间电源研究所的视野并不局限于航天系统,新能源汽车领域就是他们瞄准的一个行业。而汤卫平也就成了一个“接地气”的航天技术“大牛”。

“锂电池在中国航天领域上的应用尚未普及,但是相比较传统电池,它具有体积小、质量轻的优点,这决定了锂电池是新一代航天用蓄电池的发展方向。要知道,对于要上天的航天器来说,电池重量若能轻几公斤、十几公斤,意义重大。”

据了解,应用于探月三期型号预研工作的锂离子蓄电池,用的就是汤卫平班组的高比能技术,这一技术使得同体积同质量的锂离子蓄电池能量提高了30%,也为下一代卫星电源小型化和轻量化奠定了技术基础。

与辉煌的“飞天梦”相比,让高精尖的航天技术走出“象牙塔”,开发民品、为民所用,也是上海空间电源研究所近年来的工作重点。汤卫平也是这样一位“接地气”的设计师,新能源汽车领域就是他们瞄准的一个行业。

据德国科学家预计,到2020年,全世界电动汽车将达500~700万台,如果其中一半的新能源汽车使用锂电池的话,则需要超过8万吨的金属锂。锂资源将成为发展新能源电动汽车和储能技术的战略性资源。

所以,身为“航天人”的汤博士与电动车研制领域的许多企业人士保持着密切的交流。

在汤卫平看来,航天技术和民用技术本来就是互动互通的,“像我们是研究锂电池上游的资源和材料两级的,我们的技术既能服务于航天,也面向一般的民品。”

当前,依托上海空间电源研究所的核心技术,上海航天已开发出新能源汽车用动力锂电池组系统,与上汽集团、东风集团等汽车厂商进行了配套合作。

“动力电池一次充电续航里程160公里的市场需求有限,300-400公里才会有市场,3年内会推出续航里程达到300公里的动力电池。”汤卫平对锂电池的未来信心很足。在他看来,续航能力决定着电动汽车的推广,续航解决了,电动汽车在民众中的接受度就高了,而我们的城市环境也就能逐步改善了,“天空会更蓝,空气会更好。”

以“锂”想文化凝聚人心打造一流研发团队

在技术上精益求精,在领域内创造多个领先,在班组的管理上,汤卫平是成员眼中的“大牛”,更是一位严师益友。同时,他还注重班组核心文化体系建设,以“锂”想文化凝聚人心。

汤卫平的班组有31个人,大多数学历很高,博士、硕士一大堆,35岁以下成员占了77%。“年轻人多的地方就应该多创新。”以技术创新推进锂电产业发展,汤卫平提出了“强源创、促转化、推量化、融军民”的班组建设创新主题,鼓励班组成员勇于创新,敢于创新。

汤卫平要求班组成员每个人都要勇于创新,不要害怕失败,“如果失败了,后果我来承担。”他还经常请一些知名专家来所里交流,给班组的年轻成员提供与专家交流,向专家学习的机会。

温和的汤卫平也是班组成员乐于交流的对象,成员之间在研究中有了分歧和争议时,往往也请汤卫平来做裁判,“因为汤博士的分析往往能让我们心服口服。”

不过,平易近人的汤卫平也有严格的一面,据班组成员周欣彬透露,汤博士所带的一位博士研究生曾被汤博士要求三易其稿,严格程度让他们咋舌。但坐在一旁的汤博士后来补充,其实那次来来回回共改稿9次,“因为要向欧洲一份专业杂志投稿,对方要求很高,只怕不能通过。”

在这样一位严师益友的引领下,上海空间电源研究所培养了10余名高端学科带头人与科技英才,造就了一支国内一流水平的新能源储能领域创新团队。他所在的锂电池研发班组也先后荣获第三届上海市职工科技创新优秀团队、上海市五一劳动奖状等多项集体荣誉;他本人荣获第九届上海市十大工人发明家、第四届上海市十大职工科技创新英才等称号。

然而,在汤卫平眼中,班组的成就才是“万里长征走出了第一步”,锂电池技术的创新是一个长远的、需要不断努力的方向。“因为我国目前是一个航天、能源大国而非航天、能源强国,而我们的目标就是要让我们的中国实现这样的历史性跨越!”

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