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，是國內外研發和產業重點布局方向。

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模化生產的主要因素之一。

2020年，洛陽一家企業負責人找到王芳，希望在鈉離子電池材料方面進行產學研合作。“當時企業研發應用的材料能量密度，已經到了‘天花板’。”王芳說，當前產業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。不僅碳結構穩定，而且不需要預氧化，同時省去了酸洗、除雜等環節，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、性能穩定等優點。”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，不僅能把農業廢棄物變廢為寶，也將為洛陽搶抓鈉電池風口產業機遇、推動牡丹產業高質量發展作出貢獻。

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