能源,关系到人们的衣食住行,关系到国家的兴旺发达。绿色能源的开发和利用,给人类文明带来了巨大进步。随着社会的发展,对能源的需求逐渐增大,而传统能源已不能满足需求,开发新型绿色能源,已成为关系到社会发展的重大问题。
吴锋教授是我国二次电池与相关材料领域的学科带头人之一,为我国镍氢电池、锂离子电池及相关新能源材料的研究发展和产业化做出了突出贡献。他从80年代初研究生毕业以来,长期从事新能源材料的研究与产业化开发,现任北京理工大学环境工程学科首席教授、博士生导师,中国电池工业协会副理事长,国家工信部新能源汽车准入专家委员会委员,国家重点基础研究“973”计划绿色二次电池项目首席科学家;曾任国家高技术“863”计划功能材料专家组成员、副组长,“863”新材料领域专家委员会委员、常委,国家科技部镍氢电池专家组组长,“863”电动汽车重大专项总体专家组成员(动力蓄电池责任专家)等。他先后主持了多项国家“863”计划、“973”计划、国家自然科学基金和国防科研等项目;发表学术论文456篇,其中SCI收录181篇,EI与核心收录218篇,主编出版学术著作2部,参编多部,申报发明专利79项,其中41项获得授权;作为第一完成人,获国家科技进步二等奖1项和部级科技(发明)进步一等奖3项,并先后获得了国家科委、国防科工委联合颁发的“863”计划重大贡献一等奖和国家科技部颁发的“863”计划突出贡献奖,2012年获国际电池材料学会(IBA)科研成就奖,同年荣获何梁何利基金科学与技术进步奖。
主持创建我国第一个镍氢电池中试基地
“七五”期间,作为国家“863”计划首届功能材料专家组成员,吴锋教授率先提出将镍氢电池列入“863”计划新材料领域“新型储能材料”专题。“八五”、“九五”期间,他先后作为“863”计划重大项目“镍氢电池生产关键技术和成果转化”与“镍氢电池产业化开发”负责人,带领团队攻克了镍氢电池产业化的一系列关键技术难题;发明了含锂储氢合金及其制备方法,解决了含锂储氢合金高温熔炼工艺中锂易挥发的难题,使其规模化生产得以实现;主持创建了我国第一个镍氢电池中试基地和第一条镍氢电池自动化生产示范线,实现了产业化关键技术集成。在镍氢电池关键材料和电池技术集成方面取得了一系列成果,加速了中国镍氢电池产业化进程,打破了日本、美国的技术封锁与垄断,对我国电池产业结构优化升级和电池行业的技术跨越,做出了重要贡献。
积极组织我国电动汽车用动力电池的研发
“十五”期间,为了应对燃油汽车排放污染的加剧和石油资源的日益匮乏,吴锋教授作为“863”电动汽车重大专项总体专家组成员和动力蓄电池责任专家,积极组织了动力电池的研发,撰写了相关研究指南,提出了加强测试基地建设、年度集中测试等技术方案。他领导北京理工大学研发团队突破了混合动力汽车用高功率动力镍氢电池的技术瓶颈,研制出具有自主知识产权的高功率镍氢动力电池,为东风、长安等8家汽车公司的混合动力汽车提供了配套电池组。他在镍氢电池方面的研究成果得到多位院士参加的鉴定委员会的高度评价:“所研究开发的电池与国外同期同类产品相比,主要性能指标达到国际先进水平,其中电池容量、功率密度等一些性能指标达到国际领先水平。……带动并促进形成了年产值超过百亿元的从原材料、电池、设备、检测仪器到应用产品的高技术产业群,推动了相关行业的技术进步。”
吴锋教授是中国锂离子电池研究的最早倡导者和组织者之一,长期从事相关基础研究与应用开发。他针对锂离子电池应用中的安全性和温度适应性问题,提出了多角度、系统提高电池安全性的思路,发明了热关闭隔膜、具有阻燃性和电化学兼容性的电解质体系及热稳定性良好的电极材料;采用咪唑啉酮类离子液体作为电解液功能添加剂,显著提高了锂离子电池的安全性和温度适应性;在电池热失控机理与控制技术、安全保护材料技术、高容量嵌锂材料等方面获得了一系列研究成果和发明专利授权,并与相关电池企业合作,将其成功应用推广,提升了中国锂离子电池研发和产业的国际竞争力。
此外作为第一起草人,吴锋教授主持制定了《电动汽车用锂离子蓄电池》、《电动汽车用金属氢化物镍蓄电池》等国家汽车行业标准,国家发改委已于2006年3月发布,2006年8月开始实施。
开辟新能源材料基础研究的新领域
吴锋教授作为首席科学家主持了中国“973”计划“绿色二次电池新体系相关基础研究”项目,提出采用轻元素多电子反应体系实现电池能量密度跨越式提升的创新思路,拓展了电池材料研究的视野。他针对轻元素化合物多电子反应中的关键科学问题,系统研究了多电子反应机制、电极材料的结构稳定性及实现多电子反应的技术途径,发展了金属硼化物、硅复合材料、硫复合材料等具有多电子反应特征的电极新材料,攻克了高能电极材料与功能电解液的适配性难题。2009年吴锋教授再次作为首席科学家主持“973”计划“新型二次电池及相关能源材料的基础研究”项目,2010年基于多电子反应理论研制出能量密度达378Wh/Kg的高比能二次电池,为构建新型高比能电池体系提供了理论依据与技术支持。
吴锋教授的研究工作得到国际同行的广泛关注与高度评价。他在室温熔融盐、新型离子液体电解质和锐钛矿安全型电极材料方面的系列研究工作多次被国际著名期刊和知名专家引用和肯定。国际电池材料协会理事会主席R. Brodd博士曾在信中指出:“您在大会报告中所提出的基于多电子反应原理发展新型高容量电极材料的开创性思想十分重要,我相信这一新的思想将成为发展高比能电池的指导性原理。”他还多次组织和主持了国内外相关学术会议,并作为2010年、2011年和2012年召开的中美电动汽车和动力电池研讨会的主要组织者之一,积极推动了中美在该领域的交流合作。
吴锋教授为人师表、治学严谨,被清华大学等多所高校聘为兼职教授,是北京理工大学“三育人”先进个人、“师德标兵”、“绿色化学电源体系研究与应用”科技创新团队带头人,已培养出41名博士和42名硕士,其中多人已成为我国新能源材料领域的后起之秀和技术骨干。
吴锋教授三十年如一日,一直奋战在祖国教育和科研的第一线。他勇于创新、求真务实;他甘当一名普通的教授,全身心投入于一番不平凡的事业;他和他的同伴们正用一枚枚小小的电池,将我国高技术绿色电池产业推向新的制高点。