锂电池好友 湖南青年人才巡礼|王接喜:探索锂电池密码的“中南人”

小编 2024-10-07 锂离子电池 23 0

湖南青年人才巡礼|王接喜:探索锂电池密码的“中南人”

湖南日报全媒体记者 周倜

他是同行眼里不折不扣的青年学者,也是学生交口称赞的快乐“喜哥”……

苦读近10年获博士学位,毕业后毅然选择在母校扎根。今年34岁的中南大学教授王接喜,深耕新能源材料与器件及其资源研究,探索锂离子电池背后的密码,为我国新能源事业发展注入源源不断的“绿色动能”。

(王接喜在实验室。湖南日报全媒体记者 童迪 摄)

小电池有“大能量”

2006年,19岁的邵阳小伙王接喜来到中南大学攻读冶金工程专业。彼时稍显稚嫩的他,只知道自己在化学学科上有点天赋,也对之挺感兴趣。

也许是这两种因素使然,本科期间上专业课时,王接喜爱坐第一排,老师说的东西他很快能学明白,他也喜欢独自泡在实验室,给自己课后“加餐”。2009年,即将攻读冶金物理化学专业硕士学位的他,在导师李新海教授的带领下,将研究目光聚焦于外人觉得并不起眼的小电池。

在过去,人们一提到锂电池,只会单纯想到手机、电脑等电子产品。殊不知,随着电动化时代的到来,尤其是近年来新能源汽车的兴起,对锂电池有了更高的要求,成为我国大力践行绿色环保理念的关键一环。

“目前,好的锂资源都掌握在澳大利亚等国手里,中国要想实现电动汽车技术的‘弯道超车’,就需要挖掘出更多可利用的锂资源,并完成成果转化。”他告诉记者,他主要做的是找寻并提炼出优质的锂产品,并进一步转变成能源材料,确保锂电池材料体系的资源安全,为生产锂电池做好服务。

眼下,他还将目光望向更远处——我省近日出台的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见》中明确提出,要加快先进储能材料、智能网联汽车、节能环保、新型电力装备等绿色产业布局等。

“在校园将基础研究做好,就是为这幅新蓝图的最终实现作出应有贡献。”在王接喜的计划里,如何探索出更符合时代需要的储能材料与技术,助力中国“双碳”目标的顺利实现,将是他和团队接下来着力深耕的重点。

兴趣才是“动力源”

科研之外,王接喜还爱说相声,这是他在本科期间最大的业余爱好。每逢周末,他都要去社团登台说上几段;学习累了,他就去校园小道上走走,和搭档练习。“会学又会玩”,是不少好友对他的评价,不少人都爱叫他“大喜哥”。

从2006年来到中南大学,到2017年确定就此扎根,期间也有单位向王接喜开出过丰厚条件,但他拒绝了。他对母校情有独钟,微信名还有一个名为“CSUer”的后缀,意为“中南人”。

得益于中南大学严谨却不失宽松的学术环境,王接喜褪去青涩、步步成长。“导师和团队为我营造了一个非常宽松的氛围,不强压、不设限、不定死规矩,充分尊重我的想法。”在他看来,“放手式管理”反而能让自己轻装上阵,把对于研究领域的兴趣,自觉转换成动力,发挥到极致。

兴趣是最好的老师,也是最强的动力。主持国家自然科学基金项目4项、省部及校企合作项目10余项,获授权国家发明专利70余项,担任学校冶金物理化学与材料化学研究所所长……这些年,“高产”的背后,离不开他超强的毅力与思考力、执行力。

王接喜把自己“自由生长”的模式也用在了教学日常里:让学生自己定科研目标;遇事先问自己“如果这样行不行”;不强求学生每天来实验室报到,但必须确保“当日事当日毕”;鼓励他们多去找科研之外的兴趣点……5年时间,他已经带出十余名硕士、博士研究生。

如今,他有两个雷打不动的习惯。一是每年2个月的集中教学时段将所有科研项目暂停,安心教学;二是每逢招收新生,他第一个提问必定是“你确定真的感兴趣吗”——就同当年导师李新海教授问自己一样。

“科研是一个漫长的过程,急不得。如果没了兴趣这个最好的动力支撑,是干不好事情的。今后,我将带着这份热爱继续在广袤的科研世界里尽情遨游。”王接喜说。

[责编:姚茜琼]

[来源:湖南日报·新湖南客户端]

轻松说|大家好,给大家介绍一下,这是我的“锂”朋友!

相信这几天大家都被这句话刷屏了,这一热点语句的来源是,当红偶像鹿晗在微博公布了恋情,随即便引爆了整个微博,引来了流量大军,还因此导致了微博系统的崩溃,这阵势自己想像吧!

因为是在十一长假的最后一天,也让大批媒体人不得不爬起来蹭热点,一边工作一边大呼:“就不能再等一天吗?”作为一个合格但是慢热的小编当然也要来蹭一蹭热点,争取抓住10W+的尾巴。

好了下面就要进入正题了介绍一下我的“锂”朋友!

“锂”朋友的身世

第一块锂矿石,透锂长石是由巴西人(Jozé Bonifácio de Andralda e Silva)在名为Ut?的瑞典小岛上发现的,于18世纪90年代,当把它扔到火里时会发出浓烈的深红色火焰。下图就是一块透锂长石,可以像煤炭一样燃烧,但却是石头中的“白富美”,毕竟这是个看脸的社会。

之后瑞典的阿尔费特森分析了它并推断它含有以前未知的金属,并把它称作lithium,名字来源于希腊文lithos,意为“石头”。至于中文来历,就是汉语拼音的功劳了,Lithos的第一个音节发音“里”,因为是金属,在左方加上部首“钅”。阿尔费特森就是锂的发现者缔造者,可以叫做“锂之父”。小编费了好大劲总算找到了我的“锂朋友”爸爸的画像,毕竟当时可没有两千万柔光自拍……

随后在锂发现的第二年,得到法国化学家伏克兰重新分析肯定。到1855的年本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才制得它,工业化制锂是在1893年由根莎提出的,锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。锂从一块矿石到可以工业化制取也凝结了几代科学家的努力。

“锂”朋友的性格

再介绍一下,“锂”朋友的物理性格和化学性格。

就算没有见过它,但你一定听过它,甚至当初还把它默默的记在了心里。比如你上学时候背的元素周期表:氢氦“锂”铍硼 碳氮氧氟氖 钠镁铝硅磷……当初可是倒背如流的!!!

锂的原子序数3,原子量6.941,熔点为180.54°C,沸点1342°C,密度0.534克/立方厘米,硬度0.6,电离能5.392电子伏特。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型,因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,使得锂容易极化其他的分子或离子,自己本身却不容易受到极化。

锂呈银白色,质软,是密度最小的金属。可与大量无机试剂和有机试剂发生反应。与水的反应非常剧烈,由于易受氧化而变暗,故应存放于液体石蜡中。金属锂在空气中可以燃烧,在空气中在500℃左右容易与氢发生反应。

别看我的“锂”朋友是金属,但其实它真的很“瘦”。可以浮在液体中,因为密度比水小,不考虑与水反应因素,是可以飘在水上的。

“锂”朋友来自哪 锂在自然界中丰度较大,居第27位,在海水中大约2600亿吨锂,在地壳中约含0.0065%。锂仅以化合物的形式广泛存在于自然界中。也就是没有纯正的锂,只能从各种化合物中提取。

锂的矿物有30余种,主要存在于锂辉石和锂云母以及透锂长石和磷铝石中。

除此之外在人和动物的有机体、土壤和矿泉水、可可粉、烟叶、海藻中都有锂的存在。体重70公斤的正常人体中,锂的含量为2.2毫克,可能同事的锂含量更高!!!

20世纪80年代,矿石提锂是碳酸锂的主要来源,20世纪90年代中期,一些公司开始从卤水中提取锂,这比露天或地下开采的费用低,导致大部分锂矿关闭或者转向开采其他矿物。现在,盐湖提锂已经成为碳酸锂的主要来源。全球碳酸锂及其衍生产品供应量约70%来自盐湖卤水提锂,约30%来自矿石提锂。智利和澳大利亚成为了锂的最大生产国,其次为中国和阿根廷。

“锂”朋友都会做什么

1.温柔的时候用于润滑脂

锂主要以硬脂酸锂的形式用作润滑脂的增稠剂,锂基润滑脂比其他的碱性润滑脂具有更高的熔点,比钙基润滑脂具有更好的防腐性能,此种润滑剂适用于温度在零下50℃至200℃的范围,因此被广泛应用于航空、动力等部门的各种机械装置和仪器仪表。

2.脾气火爆的时候还能制造氢弹

氢弹里装的不是普通的氢,而是比普通氢几乎要重一倍的重氢或重二倍的超重氢。用锂能够生产出超重氢——氚,还能制造氢化锂、氘化锂、氚化锂。早期的氢弹都用氘和氚的混和物作“炸药”,当今的氢弹里的“爆炸物”多数是锂和氘的化合物——氘化锂。我国1967年6月l7日成功地爆炸的第一颗氢弹,其中的“炸药”就是氢化锂和氘化锂。

3.坚强的时候制造合金

把含锂的陶瓷涂到钢铁或铝、镁等金属的表面,形成一层薄而轻、光亮而耐热的涂层,可作喷气发动机燃烧室和火箭、导弹外壳的保护层。锂与铝、镁、铍等“合作”组成合:金,既轻又韧,已被大量用于导弹、火箭、飞机等制造上。

4.脆弱的时候用于玻璃陶瓷

锂化物用于陶瓷制品中,可以起到助溶剂的作用。还有经常见到的荧光屏,把荧光物质涂在玻璃上制成的,不过这不是普通的玻璃,而是加进了锂的锂玻璃。锂同时还可以提高玻璃的强度和韧性。

5.最重要的当然是制造锂电池

“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。据电池中国网统计,2016年全球锂电池电芯产值达到2158亿元人民币,同比增长22.9%。预计2017年全球锂电池电芯市场规模将达到2567亿元人民币,锂电池也将成为全球的重大产业。

好了这些就是我的“锂”朋友的全部资料了,是不是对它有了更深的了解。

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