1月8日，備受矚目的國家科學技術獎勵大會在北京隆重舉行，此次獎勵大會涌現了國內一大批特種、生物醫藥、材料科學等不同領域的重大科技成果。其中，在電池這個細分領域，由上海交通大學化學化工學院馬紫峰教授團隊完成的“磷酸鐵鋰動力電池制造及其應用過程關鍵技術”項目，榮獲2018年國家科技進步二等獎。

“磷酸鐵鋰動力電池制造及其應用過程關鍵技術”項目是通過緊密產學研合作形成產業突破的典范案例。馬紫峰教授團隊是國內具有重要影響的電化學能源技術創新團隊，提出了基于FePO4的LiFePO4（簡稱LFP）合成新反應，并深入該科研項目。

磷酸鐵鋰正極材料是一種安全性好、循環壽命長，利用豐富的鐵、磷元素，無需鈷、鎳等昂貴有色金屬，是一種環境友好的動力與儲能電池體系，磷酸鐵鋰動力電池在未來新能源汽車，特別是大型交通運輸工具及大規模儲能系統應用中將長期發揮作用。要實現其可持續發展，必須發展更加綠色與原子經濟性的磷酸鐵鋰合成工藝，優化磷酸鐵鋰動力電池體系及其制造工藝，提高應用系統管理與控制精度和效率。本項目針對磷酸鐵鋰電池可持續發展技術需求開展系統研究，主要研究內容和技術創新點如下：

創新點1：磷酸鐵鋰材料合成與改性新工藝

為合成高品質磷酸鐵鋰正極材料，首次提出以單質鐵和磷酸鐵為鐵源的原子經濟性合成反應：Fe+2FePO4.0.5H2O=3LiFePO4+0.5H2O，并在反應過程中添加蔗糖以434242及聚吡咯等碳包覆工藝獲得LiFePO/C復合正極材料，比容量達到165mAh/g，接近理4論容量170mAh/g。發展了從納米球形磷酸鐵鋰合成到高溫碳融合的連續化納米磷酸鐵鋰合成工藝，提升了磷酸鐵鋰材料倍率特性和循環穩定性。

創新點2：磷酸鐵鋰動力電池設計與制造過程優化

優化磷酸鐵鋰電池材料體系，通過發展與完善硅基負極材料提升電池的能量密度，率先引入四元溶劑體系，分別開發出阻燃型和低溫型電解液及凝膠態電解液，改善電池首次庫倫效率和低溫充電特性。在電極制造過程中，提出多元正極活性組分混合概念，并將磷酸鐵鋰與其他活性組分與碳納米管或石墨烯結合，提高電池性能容量；通過鋁箔預涂納米導電碳底等手段提高正極性能，減少正極片脫落，以提高電池生產批次一致性。

創新點3：電池狀態預測模型及應用系統構建

基于電池反應傳遞機理及運行特性分析，建立了電池荷電狀態（SOC）和健康狀態（SOH）和功率狀態（SOP）預測機理模型，開發了基于開路電壓（OCV）模型及其全局優化的求解技術。模型通過美國宇航局標準電池數據庫驗證，證實模型SOC預測精度高，誤差小于1%。將相關模型運用于電池管理系統開發，并提出電池模組和動力系統總成設計新技術，開發出用于平衡電網的大容量儲能系統。

該團隊不只滿足于科研項目，通過戰略合作，他們還組建了上海中聚佳華電池科技有限公司，把2項核心發明專利權轉讓給上海中聚，并授權給江蘇樂能等公司實施。通過技術轉移與孵化，推動相關合作的動力鋰電池生產企業發展與壯大。2015年LFP電池進入快速發展階段，占當年我國動力鋰電池市場的69%，有力推動了我國新能源汽車和儲能產業快速發展。

馬紫峰教授團隊表示，“我們這個成果從材料、電芯的制造，都是以產學研的模式在做。這個模式好在基礎研究成果很快就得到用戶的技術反饋，能夠讓我們改進的時侯有方向。現在磷酸鐵鋰在整個動力電池占比是50%以上，大街小巷看到的新能源汽車，象比亞迪秦、大巴，都使用磷酸鐵鋰電池作為它的主要動力電源。由比亞迪為代表的磷酸鐵鋰生產企業已經成為全世界最大的磷酸鐵鋰材料生產商以及應用企業。”