在陕西交通职业技术学院的一堂新能源汽车电池实训课上,一次偶然的短路试验迸出的火花,没有引发慌乱,却点燃了一群年轻人的科研梦想。
2025年10月,一块电池在实训中突然短路,迸出火花。学生们没有就此翻过这一页,而是在老师讲解下紧紧追问:“为什么会短路?”答案指向了一个名叫“锂枝晶”的微观“元凶”。正是这个小小的枝晶,可能刺穿电池隔膜,轻则导致电池失效,重则引发起火爆炸。
好奇心是最好的引路人。来自新能源汽车技术、材料化学工程、市场策划管理、财务管理等专业的学子迅速集结,组建起一支多学科交叉的“锂硫创膜”团队。他们决心破解锂硫电池规模化商业应用的核心技术瓶颈,用青春智慧回答“双碳”目标下的储能命题。

陕西交通职业技术学院智能汽车制造学院锂硫创膜项目团队在实际场景中测试锂硫电池性能,验证技术痛点问题的真实性。学校供图
锂硫电池被视为下一代高比能储能技术的关键方向。它的理论能量密度远超当前主流电池,正极材料硫资源丰富、价格低廉、环境友好。2025年以来,《“十五五”新型电池产业发展规划》《促进汽车动力电池产业发展行动方案》等一系列国家政策文件密集出台,锂硫电池产业驶入快车道。
然而,理想很丰满,现实却很骨感。锂硫电池距离大规模商业应用仍有不小鸿沟:正极材料导电性差,多硫化物溶解后穿透隔膜形成“穿梭效应”,加上锂枝晶带来的安全隐患,三大技术瓶颈相互耦合,令科研人员头疼不已。
面对难题,团队精准锁定电池内部的关键材料——隔膜。传统隔膜拦不住多硫化物“穿墙而过”;一些功能隔膜虽加强了阻隔,却又阻碍了离子通行。团队负责人车仟凌回忆:“我们当时就想,能不能做一张‘刚柔并济’的隔膜,既把多硫化物牢牢挡住,又让锂离子顺畅通过,同时抑制锂枝晶生长?”
带着这个大胆的设想,这群平均年龄不到二十岁的高职学生,从材料选型到改性工艺,每一步都走得扎实又认真。他们提出了一个创新方案:构建一张“两面分工明确”的隔膜——一面化学吸附抓住多硫化物,另一面催化转化加速反应,同时保持良好离子通道。通过实验,他们实现了物理阻隔、化学吸附、催化转化“三效合一”。
从理论到实验,从配方到工艺,这条路并不平坦。团队成员贺思彤回忆,最初连基底材料处理都做不好,温度、配比稍差一点,性能就会天差地别。实训室的灯常常亮到深夜,大家轮流守在设备旁记录数据,遇到卡壳的难题就拉着指导老师线上线下讨论。最艰难的时候,循环寿命测试始终徘徊在目标以下。大家没有急着否定方案,而是分模块复盘、逐项排查。正是这种“死磕”精神,换来了性能的质的飞跃。

陕西交通职业技术学院智能汽车制造学院锂硫创膜项目团队在实验室中做材料合成实验。学校供图
实验室测试显示,改进后的电池在稳定循环中表现出优异的容量保持率,枝晶生长得到显著抑制,物理阻隔效果大幅提升。
科研的价值在于应用。团队没有把成果锁在抽屉里。完成小试后,项目在中茂绿能科技有限公司开展中试,获得良好评价。多家试用企业已达成采购意向,预计首年订单覆盖率达80%。截至目前,团队已申请实用新型专利1项,项目获得学院创新创业计划立项及经费支持。
“我们希望通过系统攻关,使锂硫电池实际性能接近理论极限,提升电化学反应速率,延长循环寿命,降低全生命周期碳排放。”项目成员王义欣说这番话时,眼神里透着坚定。
从实训课堂上的那一朵短路火花,到实验室里一张张精心设计的膜材料,再到企业生产线上的中试验证——这群怀揣“双碳”梦想的青年学子,正以扎实的科研实践,在绿色储能技术前沿贡献着青春智慧与力量。
面向未来,团队将继续秉持技能报国的使命担当,在多学科交叉融合中深耕细作,立志以“锂硫创膜”新技术缓解续航焦虑、推动绿色能源转型。正如他们所说:“将论文写在祖国大地上,将成果应用于国家新能源战略最前沿。”
编辑:孙洁