协同攻关实现新突破！人民日报点赞民进会员周华民教授团队
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产学研用协同，助力我国锂电装备和科技保持优势，他和团队始终坚信“国家需要什么，我们就研究什么”，他和团队荣获2023年度国家科技进步奖二等奖，他就是民进华中科技大学委员会主委、华中科技大学材料科学与工程学院院长周华民。7月5日，人民日报“讲述·弘扬科学家精神”栏目聚焦周华民教授团队，讲述他们持续开展产学研用协同创新的故事——
华中科技大学周华民教授团队——
助力我国锂电装备和科技保持优势
启动控制器，浆料泵把锂离子负极材料源源不断注入模具，并从模具内部的流道挤出，均匀地涂布在铜箔上……走进位于湖北武汉的华中科技大学材料科学与工程学院的实验室，教授周华民和张云带着几名学生正在操作涂布机实验平台。
涂布是制造大容量锂离子电池电芯的关键环节。“就是将预先制备好的电极浆料涂敷在铜箔或铝箔等基材上，获得电池正极、负极的极片。”周华民介绍，为了让浆料形成稳定均匀的涂层，要求模具不同宽度方向上的浆料挤出速度保持一致，这就对模具的设计制造技术提出了很高的要求。
此前，我国的锂电装备主要依赖进口，特别是关键核心装备。“价格昂贵不说，定制周期也很长。”周华民说，2012年前后，他到深圳走访了几家研发生产锂电装备的企业，了解到市场对于国产装备和技术的迫切需求，决心投身这方面的研究。
当时，锂电装备在国内还属于新兴事物，有团队成员提出了疑虑：“我们主要是研究高分子材料加工的，不懂电池呀。”但周华民很有信心：“高分子材料加工与锂电池涂布具有流变成形的共性，这是我们的技术优势。”
就这样，周华民带领团队，从最基本的锂电材料、制造工艺、装备特性等方面开始学起，在大量文献研究和行业调研的基础上，确立大尺寸电池宽幅制造的主攻方向，用了三四年的时间，自主搭建了原型装备和研发平台。此外，他还带着团队成员深入企业生产一线，和技术人员一道，发现实际工程问题背后的科学和技术难题。
“团队成员派驻企业，双方协同攻关，是我们实现技术突破的关键。”张云说，比如针对超薄铜箔基材在运行中容易发生抖动剐蹭，导致浆料涂布不均匀甚至刮花的问题，博士生黄天仑等3名团队成员被派到生产一线，3年间每年2/3的时间待在深圳，通过干燥箱体、风孔的结构优化，成功解决了这一技术难题。
经过10余年联合攻关，团队创立了大容量电池的异构电芯设计方法，突破了涂布—辊压—卷叠的宽幅高速制造工艺，攻克了液—固长程制造的智能联动精确调控技术，研发出具有完全自主知识产权的涂布模具，浆料挤出宽度可以做到1.6米以上，速度、精度均达到国际领先水平。
“10多年来，我国的锂电装备从受制于人到引领世界，已成为世界上锂电装备及电池的主要生产国和出口国。”周华民自豪地说，近3年，他们团队联合多家企业定制化开发锂电装备几千台（套），不仅用于新能源汽车和船舶的动力电池制造，还在空间站、月球探测器等国家重大装备电源系统自主研制中发挥了关键作用。
目前，周华民团队已经聚集教师和硕博研究生60余名，分别聚焦电池结构设计、工艺仿真、装备控制等不同领域，分工协作开展研究。周华民说，团队将持续开展产学研用协同创新，在固态电池、干法制造等前沿技术方面不断发力，助力我国锂电装备和科技保持优势。
来源：湖北民进微信公众号
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