当科技遇见青春,会碰撞出怎样的火花?
河南职业技术学院的沃土上,一群学子用科技创新给出了答案。他们所研究的“旧电芯生”在中国国际大学生创新大赛(2024)全国总决赛中荣获银奖。他们不舍微末、不弃寸功,一步一个脚印地坚守为旧电池新生“撕”开了一道突破口,用青春孕育出了一朵别样的“电芯”之花。
这群怀揣梦想、勇于探索的青年才俊,他们来自河南省职业学院电子信息工程技术、新能源汽车技术、数字媒体等多个领域,学科交叉的火花在他们身上碰撞出耀眼的光芒。他们携手并进,共同致力于动力电池退役后的处理问题,为梯次利用开辟了全新的路径。
“校企合作”项目激发灵感 聚焦旧电芯产业
当下,新能源汽车产业的蓬勃发展,如同一股强劲的东风,吹来了前所未有的机遇,也带来了动力电池退役问题的严峻挑战。
倪赛雨是“旧电芯生”项目的负责人,他介绍,这支团队由来自电子信息工程技术、新能源汽车技术、数字媒体等多个专业的学子组成,他们充分发挥学科交叉优势,共同致力于解决动力电池退役后的处理问题。
2022年倪赛雨步入河南省职业技术学院,这所学院注重“校企合作”项目,倡导校企密切联系,为学生搭建更好的实习及就业平台,为社会、为企业的竞争与发展培养具有高素质及高技能的复合型、应用型技术人才。倪赛雨就是在一次校企合作的企业实践中,目睹了大量退役电池被直接粉碎处理的场景,那一刻他意识到,大量的新能源汽车动力电池退役后有60%直接被当作报废电池进行粉碎处理(回收部分重金属),而我国新能源汽车保有量持续走高,退役电池的数量肯定会越来越多,这激发了他和团队开展相关研究的动力。
从“咬一下”到技术激活修复,旧电池迎“芯生”
“我记得小时候家里遥控汽车上的电池不能用了,换到遥控器上,或者‘咬一下’还能接着用。”倪赛雨回忆道,“我当时就想,这些退役电池是不是也可以继续在其他的领域进行降维应用,或者通过某种方式让它们可以重新正常使用。”
然而,现实远比想象复杂。由于长期闲置、不当充放电、温度波动等原因,大量退役电池内部化学反应减弱或停滞,进入休眠状态。这些休眠电芯表现为电压异常、内阻增大、容量下降等现象,不仅影响了电池的性能和寿命,还带来了安全隐患和资源浪费问题。
面对这一挑战,团队历时一年零四个月,首创了高频大电流激活及阶梯微电流修复技术。这项技术通过电脉冲技术激活休眠电芯,使电池内部的锂离子秩序恢复到正常水平,然后采用阶梯微电流技术进行修复,优化电池内部SEI膜的结构和性能。经过处理后的电芯,不仅容量得到恢复,寿命也显著延长。
“我们每次都要对上千组的数据进行对比,筛选出有效数值。”倪赛雨说,“虽然过程艰难,但我们始终没有放弃,凭借着坚定的信念和顽强的毅力,最终实现了对休眠电芯的激活。”
电芯的梯次利用比例超过20%,推动循环经济发展
相比现有的电池回收处理方法,他们当下这项技术具有显著的优势。它不仅能够高效激活磷酸铁锂休眠电芯,提升电芯的梯次利用比例超过20%,还能够减少废弃物排放,降低对环境的污染压力。同时,通过降低资源开采需求,减少资源开采对环境的破坏,这项技术也为推动循环经济发展做出了积极贡献。
目前,这项技术已经在实际应用中取得了显著成果。团队开发出了一套独特的休眠电芯筛选方案,筛选准确率高达96.53%。在激活后电芯的内容组配方面,误差可以控制在2.5%以内。围绕三项核心技术,团队共申请了1项发明专利、4项实用新型专利和2项软件著作权。
“我们也希望与更多合作伙伴一道,共同推动我国动力电池激活再利用行业的发展。”倪赛雨表示,“未来,我们将持续创新红外热成像识别技术的休眠电芯快检技术,扩大产业化规模,致力成为磷酸铁锂休眠电芯激活再利用行业的领跑者。”
这支大学生团队的创新故事,不仅是对动力电池梯次利用技术的一次突破,更是对青年学子科技创新精神的生动诠释。他们用实际行动证明,只要敢于梦想、勇于探索、扎实学习、注重实践,就一定能够在科技创新的道路上走得更远、飞得更高。
不驰于空想、不骛于虚声,始终葆有一股子闯劲和韧劲,跑好科技创新这场“接力赛”,定能在不懈奋斗中将更多梦想化作现实。在新能源汽车产业快速发展的今天,动力电池的退役处理问题依然严峻。但有了这样一群怀揣梦想、勇于创新的青年学子,我们有理由相信,未来的动力电池梯次利用行业一定会迎来更加美好的明天。让我们共同期待这场“旧电新生”的绿色革命,为环保事业添砖加瓦,共同书写新能源时代的辉煌篇章。
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