11月29日，在洛陽理工學院動力與儲能重點實驗室，河南省高校創(chuàng)新團隊帶頭人、洛陽理工學院新能源科學與工程系主任王芳告訴記者：“國內外使用生物質制造鈉電池負極材料的有很多，除了椰子殼，還有花生殼、甘蔗渣等。然而，采用牡丹殼作為原料制造鈉電池負極材料，在國內尚屬首次。”

近年來，鈉電池被視為鋰電池的未來替代產品之一，生物質制造鈉電池負極材料，是國內外研發(fā)和產業(yè)重點布局方向。

相關研究顯示，硬碳負極占鈉電池成本的25%左右，目前產品成熟技術被國外企業(yè)掌握，進口成本超12萬元/噸，國內產能有限，因而負極材料成為制約鈉電池規(guī)模化生產的主要因素之一。

2020年，洛陽一家企業(yè)負責人找到王芳，希望在鈉離子電池材料方面進行產學研合作。“當時企業(yè)研發(fā)應用的材料能量密度，已經到了‘天花板’。”王芳說，當前產業(yè)化速度最快的是椰子殼硬碳材料，但核心技術掌握在日本一家公司手里。王芳團隊試驗過10多種生物質均不理想，后來發(fā)現牡丹殼是制造鈉電池負極材料的理想原料。

牡丹殼，即包裹牡丹種子的硬質外殼。王芳說：“牡丹殼具備天然優(yōu)勢，其他材料無法替代。牡丹殼有豐富的氧原子和獨特的微觀結構，生物質前驅體原料含氧量比較高。不僅碳結構穩(wěn)定，而且不需要預氧化，同時省去了酸洗、除雜等環(huán)節(jié)，縮短了工藝流程，降低了生產成本。”

在近日舉行的洛陽市科創(chuàng)成果直通車偃師專場活動上，王芳圍繞“鈉離子電池用生物質基硬碳負極材料”主題進行分享，并表示已經成功攻克“牡丹殼可控制備高性能鈉離子電池負極材料關鍵技術”。“我們已經掌握了生物質基硬碳負極材料的低成本制備工藝，并通過自主研發(fā)的無機鹽磷化技術提升了硬碳負極材料的性能，可作為低成本鋰離子電池的替代產品，具有成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。”王芳說。

專家表示，洛陽市30多萬畝牡丹每年產生9萬噸牡丹殼，在“牡丹殼可控制備高性能鈉離子電池負極材料關鍵技術”的應用下，可產出3.6萬噸負極材料，用于制造6吉瓦時電池，裝配10萬輛電動汽車，具有較大的潛在經濟效益。

復旦大學材料科學系教授、博士生導師周永寧說，以牡丹殼制備高性能負極材料的新技術，不僅能把農業(yè)廢棄物變廢為寶，也將為洛陽搶抓鈉電池風口產業(yè)機遇、推動牡丹產業(yè)高質量發(fā)展作出貢獻。

目前，王芳團隊已與洛陽新能源投資發(fā)展集團有限公司等企業(yè)簽訂合作協議，接續(xù)推進項目成果轉化。