长江日报大武汉客户端3月11日讯3月10日，在位于武汉市洪山区的湖北珈硅能源科技有限公司（以下简称珈硅能源）中试车间，研发人员正将覆满棕色粉末的铜箔，封装进纽扣大小的电池外壳，再对电池性能进行测试。
金先波（右一）带领团队成员做实验。
“这种棕色粉末叫纳米硅，是我们研发的一种新型锂电池负极材料。它的能量密度是传统石墨负极材料的10倍，可以使同体积或重量的锂电池储存更多电量，能让新能源汽车的行驶里程再增加50%，且充满电只要10分钟。”正在中试车间进行测试的珈硅能源创始人、武汉大学化学与分子科学学院教授金先波告诉长江日报记者，目前团队已攻克了超细纳米硅制备核心技术，在实验室里研发出的“未来电池”正迈向产业化。
硅的能量密度虽大，但此前应用于锂电池却并不完美。“就像吹气球一样。”金先波笑着向长江日报记者打了个比方，“硅在充放电过程中会反复膨胀收缩，时间久了就会造成电池‘内伤’，性能下降。”要解决这个难题，要将硅的尺寸缩至纳米级，极致降低体积变化的影响。
“目前，超细纳米硅的宏量制备技术尚属国际空白。”金先波介绍，世界上现在成功批量生产的纳米硅水平为80纳米左右，未达到超细级别（＜30纳米），且制备成本高达每吨近百万元，无法在新能源汽车的锂电池上应用。
针对市场需求，金先波和研发团队另辟蹊径，在实验室内历时多年攻关，创新采用电化学的方法，成功制备出了30纳米以下尺寸的超细硅新材料，制备成本能降低到每吨10万元以下，且不会产生化学污染。
“我国新能源汽车产业发展迅速，目前锂电池所使用的传统石墨负极材料性能已接近天花板。学校鼓励我带着成果走出实验室，进行科技成果转化。”2023年，金先波和武汉大学共同成立珈硅能源，并获得了茅台科创基金的天使投资。
去年，在得知企业有就近开展中试试验的需求后，洪山区协同武汉大学科技园青菱创新产业基地免费为金先波提供了一间1000平方米的厂房。
“因为是制备新材料，市面上没有标准化的生产设备，我们需要自己动手设计和改装类似装置。”为了调试设备，金先波和团队的两名博士、4名硕士研究生亲力亲为，在生产线上当了两个多月的“工人”，测数据、搬原料，什么活都干。
“我们现在制备的产量已经从实验室的100克逐步增长到吨级，目前的中试结果还比较理想。”金先波向长江日报记者透露，虽然还处于中试阶段，但公司研制的超细纳米硅新材料已引起多家下游锂电池厂家的关注，收到多份合作意向，“如果中试产品性能达标，我们将与厂家合作进行下一步的工业化应用测试，大容量、快充新能源汽车电池将在现实中应用”。
（栾嘉雯 赵浩宇 张泽君）
【编辑：符樱】
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