先进电池实验室团队,以推动能源转型与绿色发展为目标,团队共有三名指导老师,分别为李超、李家玉、王馨,团队成员4人,其中预备党员1人,团员2人,群众1人,曾获2024年中国国际大学生创新大赛全国总决赛铜奖、第十八届“挑战杯”广东省一等奖、第三届“创青春”中国青年碳中和创新创业大赛华南赛区金奖、2025年中国国际大学生创新大赛广东省分赛区铜奖、ICAN大学生创新创业大赛华南赛区金奖、第八届“创客广东”新能源中小企业创新创业大赛优秀奖等荣誉。
一、格物致知,探微索隐
当风力与光伏发电因波动性面临消纳难题时,电力系统对安全、经济的规模化储能需求日益迫切。面对这一国家能源转型中的关键挑战,东莞理工学院先进电池实验室团队锚定目标,致力于研发兼具高安全、长循环与低成本优势的钠离子电池,力图在储能领域开辟一条自主可控的新路径。
这是一条少有人走的路。钠离子电池虽资源丰富,但离子半径大的先天缺陷,正负极材料的重重挑战,都让这条路布满荆棘。团队兵分三路,同时对正极材料、负极材料和电解液体系发起攻关。
正极材料组组长张剑锋带领成员一头扎进了普鲁士蓝类材料的晶格世界。为解决材料结晶水以及晶格缺陷问题,不断创新优化工艺,调整材料配比,最终成功研发出高性能普鲁士白正极材料,实现了结构稳定性的关键突破。负极材料组长方成钰带领成员面对硬碳材料首次效率低的重大难题,为了优化孔道结构、提升储钠容量,他们尝试了十余种生物质前驱体,从椰壳到秸秆,从竹子到油渣。每一次碳化工艺的调整,都要经历混料、干燥、高温处理、表征分析的全流程。当时成员们都笑称:“那段时间,我们几乎闻遍了所有烧焦植物的味道。”
电解液体系的攻关同样一波三折。为了兼顾安全性、离子电导率与电极兼容性,团队另辟蹊径,在组长杨磊的带领下,提出水基固态电解质的构想。这需要在水系体系中抑制水分分解,同时构建稳定的固态界面。成员们在实验室里度过了一个个“与世隔绝”的日子,设计了几十种不同的方案,配置了上百种不同浓度的盐溶液。不断反复观察、测试。每一次实验数据的等待,都可能是满心期待换来一片狼藉——电极片脱落、电解质干裂、界面阻抗飙升。但他们相信,问题多一个,离答案就近一步。
失败、复盘、再尝试。这样反复锤炼的日子持续了近两年,终于完成各项材料的技术攻关,实现全电池成功组装。这款电池以水为电解液构建钠离子电池,彻底规避了有机电解液的燃烧风险;通过正负极材料的精细调控与界面工程,实现了长循环寿命;而钠资源的地壳丰度与低成本制备工艺,又为规模化应用铺平了道路。团队将这些成果整理成文,成果申请了10余项发明专利([一种水基钠离子电池]、[一种无需保护气体的改性多孔硬碳负极材料的造孔方法及应用]、[一种无机固态水基电解质及其制备方法]等),发表论文2篇(《TailoringPrussianblueformationviaadual-ligandstrategyforsuperiorsodium-ionstorage》《PhaseTransitionBehaviorofAcetateElectrolyteandItsApplicationinAqueousSodium-IonBatteries》)。
回望来路,那些反反复复的日子,那些被数据“折磨”的深夜,那些样品报废后的沉默与重启,都沉淀为团队最坚实的底色。他们深知,这只是从实验室走向产业化的第一步,但这一步,叩开了一扇通向更安全、更绿色储能未来的门。
二、知行合一,脚踏实地
科研不仅在实验室,更在广阔的田野间。先进电池实验室团队积极响应广东省“百千万工程”号召,走出校园,深入一线。
在产业一线,2024年7月团队成员足迹遍布东莞及周边新能源产业集群,深入宁德时代供应链企业、易事特等龙头公司调研。他们与企业工程师面对面,精准捕捉市场对电池性能的迫切需求,将企业的“问题清单”转化为团队的“攻关清单”。
在乡村一线, 2025年7月,团队奔赴韶关新丰县军二村调研。村落间,大量秸秆被闲置、焚烧或粗放转化为饲料,既污染环境又浪费资源。队员们眼前所见与心中所学瞬间产生“化学反应”——这不正是生物质硬碳制备技术的绝佳应用场景吗?在与村委的座谈中,团队成员详细介绍了团队“生物质材料高值化利用技术”:通过创新工艺,将秸秆、竹屑等农林废弃物转化为高性能硬碳负极材料,让田间“一把火”变成储能“黑金子”。双方一拍即合,围绕材料收储体系建设、标准化加工场地选址、技术本土化落地等环节深入研讨,初步达成合作共识。一次调研,让废弃生物质与先进电池技术实现了跨越山海的相逢。
三、以赛促学,以创争先
从实验室到产业高地,莞工青年以创新为帆,在科技成果转化的浪潮中,勇担时代赋予的科创使命。先进电池实验室团队成员坚持“研创融合”,将前沿科研与双创实践紧密结合,积极投身“中国国际大学生创新大赛”“挑战杯”“创青春”等顶级大学生双创赛事。历经数百个日夜的项目打磨与技术迭代,团队累计斩获国家级奖项1项(2024年中国国际大学生创新大赛全国总决赛铜奖);省级奖项6项(第十八届“挑战杯”广东省一等奖、第三届“创青春”中国青年碳中和创新创业大赛华南赛区金奖、2025年中国国际大学生创新大赛广东省分赛区铜奖、第十八届ICAN大学生创新创业大赛华南赛区一等奖、第八届“创客广东”新能源中小企业创新创业大赛优秀奖、第十九届ICAN大学生创新创业大赛华南赛区二等奖)。团队成员主持着国家级、省级大创科研项目及2026年“攀登计划”一般项目共3项,展现了卓越的科研创新实力与项目落地潜力。
团队成员在共同努力创造佳绩的同时,也在注重个人发展:方成钰,现任2023级化工1班班长,2025级化工1班助理班主任,东莞理工学院国防教育协会副会长,获得第三届职业规划大赛广东省铜奖;张剑锋,现任23级应化2班班长,25级应化2班助理班主任,曾任东莞理工学院校团委青年全媒体中心副主任,化能学院党务办公室助理,荣获“优秀大学生”“优秀学生干部”等荣誉称号;庾煜根,现任班级团支书、2025级助理班主任,曾担任化能学院学工办公室助理,连续两年专业综测成绩第一,获得国家奖学金、杨振宁奖学金、一等奖学金等,荣获“优秀大学生标兵”“优秀学生骨干”“优秀大学生”等荣誉称号;杨磊,2022级应用化学专业1班学生,化能学院钠电实验室水基钠电课题组负责人,大学生创新创业训练计划校级立项项目负责人(长循环稳定的水系钠离子电池电解液研究),东莞理工学院绿色低碳新能源突击队队长,参与申请发明专利8项,发表论文2篇(学生1作)。
从微观世界的晶格探索,到田野乡村的奔走调研,再到创新创业赛场的锋芒初露——这支年轻的团队用多年时光证明,新时代的青年科研人,既能仰望星空探索科学前沿,也能脚踏实地服务国家发展。他们正以“能源”为笔,以热爱为墨,在粤港澳大湾区的热土上,续写着属于莞工学子的科创初心与青春故事。