磷酸鐵锂電池制造中国已成第一？
新能源汽車、太陽能、風能並網調頻儲能電站、移動通訊基站、電動物流車……在新能源産業發展浪潮中，動力電池發揮著舉足輕重的角色。中國已經成爲磷酸鐵锂電池制造及應用世界第一大國。
在刚刚举行的2018年度国家科学技术奖励大会上，由上海交大化学化工学院马紫峰教授团队比亚迪等单位合作完成的“磷酸鐵锂動力電池制造及其应用过程关键技术”荣获2018年国家科技进步二等奖。
锂電池由于其能量密度高、携带轻便，已成功应用于手机和笔记本电脑等消费品电子产品。随着新能源汽车、可再生能源和智能电网等新兴产业发展，高安全、长寿命、高容量和低成本的动力锂電池研发成为研究前沿。
正极材料是电池发展的基础，锂電池正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等类型。其中，磷酸铁锂具有高安全性、长循环寿命和容量稳定等优点，且可利用丰富低廉的铁、磷资源，无需钴、镍等有色金属，是国际公认的可一类持续发展的动力锂電池正极材料。
但是磷酸鐵锂要實現大規模應用，必須建立噸級生産能力的制造工藝與裝備。馬紫峰團隊提出了一個磷酸锂鐵合成新反應，制備出了新結構正極材料。2004年，馬紫峰教授團隊攜帶著磷酸鐵锂合成新方法，與浙江橫店東磁合作，開發磷酸鐵锂正極材料。
2007年，马紫峰作为首席科学家，主持国家973计划“电动汽车用低成本、高密度蓄电体系基础科学问题研究”项目，为磷酸鐵锂電池的产业化发展注入新的活力。2010年，为拓展磷酸铁锂应用领域，马紫峰团队与比亚迪合作，获得上海市科委重大科技专项，开展磷酸鐵锂電池储能系统低成本化关键技术研究，使磷酸鐵锂電池的应用领域从新能源汽车向智能电网储能系统拓展。
交大的這項研究成果在材料合成理論、工藝與電池設計方面均有重要創新，在磷酸鐵锂材料合成反應及材料納米化方面的研究成果處于國際先進水平，所提出的單質鐵原子經濟性磷酸鐵锂合成反應爲國際首創。
攻克技術難題，優化産品性能
要制造一颗性能优异的動力電池，不仅需要有优异的正极材料，还需要对电池材料的化学体系进行优化，寻找合适的负极材料和电解质。另外，動力電池制造过程工艺对于改善电池性能也十分重要。
马紫峰团队发明了一种涂液的配置及其涂敷的方法，提出了相应工艺，优化了技术参数，形成一种超高倍率、超长循环寿命纳米磷酸鐵锂動力電池及其制造新方法，并解决了磷酸鐵锂電池低温冷启动和高倍率问题。
电池管理系统设计是电池成组应用到电动汽车与储能中十分重要环节。動力電池系统还有多少电量，直接影响到汽车的续航里程。
電池的電量多少可以用電池荷電狀態（SOC）來描述，SOC是一個複雜動態變化過程，與電池系統工作溫度、充電與放電速度密切相關。團隊基于電池反應/傳遞機理及運行特性分析，開發相關技術，建立了新的SOC估計模型。與國際先進指標相比，該模型對電池健康狀態的估計精度提高了約5個百分點，達到97%。
另外，團隊還與比亞迪合作開發了基于滾動時域優化的SOC估計模型，將SOC估計精度進一步提高到99%。
经过十五年的产学研合作，磷酸鐵锂動力電池技术不断完善，磷酸鐵锂動力電池已在电动大巴、电动物流车、乘用车上得到广泛应用，以磷酸铁锂为动力的电动大巴还出口到美国、日本、英国、欧洲和大洋洲。
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