上海光源在材料科学上的应用

    • 摘要: 材料是人类生存及发展的物质基础,是经济建设和国防安全的重要基石。材料科学对于现代生活、军事、航空航天以及各方面都具有重要的作用。"十三五"时期是我国材料工业由大变强的关键时期,对于引领材料工业升级换代、支撑战略性新兴产业发展、保障国家重大工程建设、促进传统产业转型升级、构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。比如当今世界进入信息时代,其基础物质正是以硅材料为代表的功能材料,而实现我国超越传统汽车产业的电动汽车中的核心组件就是锂离子电池电极材料(图1)。其他比如用于农作物生产的高端农膜以及地膜材料、核反应堆中使用的石墨材料、空间探测器能源供给需要的热电材料、航母上飞机起飞的特种甲板用钢以及应用于华为5G技术的高频电路材料等。如果一种材料性能实现世界领先,在当今世界局势下,对于抢占国际国内市场、改善人民生活以及提振国家影响力等诸多方面都具有革命性的意义。比如上海交通大学马紫峰教授团队与比亚迪合作,在上海光源进行的LiFePO4等锂电池正极材料的相关研究,其技术突破了低导电性的缺陷,助力比亚迪磷酸铁锂电池在新能源汽车和大规模储能推广与应用上抢占先机,在国际上占据领先地位,该研究成果于2018年获得了国家科学技术进步奖二等奖。最近,马紫峰研究团队又开发了铁酸钠基过渡金属氧化物正极材料,利用上海光源对该材料充放电过程中结构演变规律进行深入研究,为钠离子电池工程化奠定理论基础。在此基础上,他们与上海电化学能源器件工程技术研究中心、浙江医药集团合作创办了浙江钠创新能源有限公司,建成国际首套10吨/年铁酸钠基三元材料生产线,为中国中车等提供新一代的动力与储能系统做出贡献。

       

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