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摘要華中科技大學材料科學與工程學院教授周華民團隊師生攻克鋰離子電池制造領域的“光刻機”。

  【儀表網 研發快訊】在科技創新的浪潮中,新能源汽車產業的崛起成為時代焦點。而涂布機作為鋰離子電池制造核心裝備,直接影響電池的性能和安全,曾是橫亙在我國新能源汽車等支柱產業“換道超車”發展道路上的巨大阻礙。
 
  2012年,深圳某鋰電池企業車間,前去調研的華中科技大學材料科學與工程學院教授周華民凝視著進口涂布機眉頭緊鎖。作為鋰離子電池制造最核心、技術難度最大的裝備,這臺長達百米的涂布機被視為該領域的“光刻機”——需要在寬度超1m、長5km的基材上以每分鐘100m的速度涂覆電池材料,厚度偏差不超過頭發絲直徑的百分之一,制造精度相當于在百米寬、500km長的路基上澆筑瀝青,高度差需要控制在0.1mm以內。當時,我國鋰電涂布機嚴重依賴進口,國外廠商態度傲慢、價格昂貴、定制周期長,更重要的是技術迭代緩慢,進口設備已不能滿足我國大容量電池制造的寬度、精度和效率要求,嚴重制約著我國新能源汽車產業的發展。周華民橫下一條心:必須突破技術難題,造出中國人自己的涂布裝備!
 
周華民教授主持研發的涂布機
 
  萬事開頭難。團隊師生從鋰離子電池的基礎學起。研究生黃天侖、譚鵬輝、周孟源等輪流奔赴生產一線,這群20歲出頭的年輕人白天和工程師一起“上班”調試設備,晚上回到團隊為同學們就近租的房子整理數據。周華民、張云等團隊教師也頻繁往返于深圳與武漢,堅持在一線指導。面對外界質疑,周華民用30年前全組分時段使用一臺計算機的經歷鼓勵大家:“當年條件艱難,李德群院士仍然帶領我們做成了成形仿真軟件,如今,我們也一定能行。”
 
  突破的關鍵藏在流變學深處。周華民意識到可以發揮團隊技術強項:“電池漿料和高分子材料流變特性相似,我們有他山之石、可以攻玉的優勢。”經過2000多個日夜的不懈努力,譚鵬輝等攻克了涂布寬幅模具技術。但涂布穩定性的難題堪比“在針尖上跳舞”,張云和黃天侖等師生經過4年間反復多次地仿真與實驗,終于通過懸浮干燥技術使超薄超寬電池極片像一條磁懸浮列車穩定懸浮運行。
 
  “我們團隊就是跳別人跳不過去的高度,做別人做不到的事。”周華民感慨。正是團隊探索陌生領域的一小步,成為開創新能源裝備制造新方向、托舉中國鋰電裝備引領世界的關鍵一步。歷經十多年產學研協同攻關,研發出的世界最寬、最快、最精的涂布機,售價卻僅為國外的1/3。如今,涂布機實現100%國產化,并反向出口歐美發達國家,國際市場占有率第一,確立了我國鋰電涂布裝備的全球領先優勢。
 
  該成果獲2023年國家科技進步二等獎,被人民日報報道。4月30日,共青團中央、全國青聯授予團隊2025年度“中國青年五四獎章集體”。
 
  走進這支青年集體的辦公室,許多成員的辦公桌上都擺放著鐫刻團隊創始人、中國工程院院士李德群手跡的鎮紙。1985年,李德群放棄高薪留美機會回國,開創數字化材料成形方向。四十年間,“國家需要什么,我們就研究什么”的風骨融于團隊三代人血脈,“長大后我就成了你的故事”在這支隊伍中比比皆是。
 
  早在2001年,27歲的周華民在導師李德群院士指導下,破解行業30多年建模難題,在國際上提出成形模擬“表面模型”新概念,被評價為“注射成形模擬的重要里程碑”。此后,周華民帶領青年教師黃志高、張云,相繼攻克注塑和鋰電關鍵技術,先后獲國家科技獎5項,成果為塑料加工行業轉型升級、我國新能源產業領跑全球作出重要貢獻。王云明、劉洋、黃威等青年人才從海外歸國,拓展團隊科研新方向。90后的周何樂子從團隊學生成長為指導老師,與年輕成員一道肩負起攻克復合材料數字化成形技術的重任。
 
 
  青春作證,時代為號。這支平均年齡30歲左右的青年團隊已開啟新一輪攻關。他們逐夢的疆場在變,勇攀高峰、薪火相繼的信念不變。他們堅信,每一次突破都是為科技強國筑牢根基,為實現高水平科技自立自強注入蓬勃的中國青年力量。

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