“氫”+“氧”出現水，這一簡單的化學反應，代表新能源汽車未來發展的高階方向。但是，如何在一塊車用燃料動力鋰電池里充分利用好氫氣，出現“高、大、長”的動力，則是一道國際性難題。今天上午，這道國際難題的破解之道，豁然登上2019年度上海科技獎勵大會的領獎臺。由上海交通大學、新源動力股份有限公司、上海汽車集團股份有限公司和上海治臻新能源裝備有限公司共同攻關的“高功率密度燃料動力鋰電池薄型金屬雙極板及批量化精密制造技術”，今天榮獲2019年度上海市技術發明獎特等獎。

“發動機”里有乾坤

發展氫能與燃料動力鋰電池汽車成為全球共識，我國已將燃料動力鋰電池汽車列入國家發展戰略，預計2030年年產量達百萬輛。而燃料動力鋰電池，正是這一輛輛未來汽車的“發動機”。鉆進“發動機”內，數百張電池板“手拉手”組成的電堆，則是燃料動力鋰電池出現動力源的核心；又由于電堆要占到燃料動力鋰電池系統60%的成本以及整車30%的成本，電堆又是燃料動力鋰電池汽車降低成本的“金鑰匙”。

“由于汽車市場有關大功率、長距離、低成本的要求，燃料動力鋰電池電堆發展趨勢應該是從原來增程式或小功率，向著全功率模式轉變。”項目負責人，上海交通大學機械與動力工程學院教授來新民告訴記者，研制高功率密度、大功率輸出、長壽命運行和低成本制造的車用電堆，成為整個科研團隊自2005年以來不變的初心。

而要實現這一目標，傳統的石墨板電堆，必須被顛覆。“乘用車燃料動力鋰電池對體積和重量要求嚴苛，碳材料電池板又大又重。”可是替代說說容易，實踐起來要從技術到生產全部自主創新。項目歷經十余年研究，終于發明了薄型金屬雙極板“兩板三場”新結構。基于該結構，氫、氧、水流場的新型分配形式，創造出三代12款金屬雙極板。

金屬板的“我國方法”

這不就是一塊車牌嗎？當手里拿著這片長40厘米、寬10厘米的金屬板，很難想象這是“十五年才磨出的一劍”。只見這塊厚度不超過1.2毫米的金屬板上，刻著一道道整齊有序的花紋，看上去沒有什么特別。而正是它，實現了金屬板厚度比業界最薄的石墨極板降低52%，比石墨極板電堆功率密度提升2.4倍，讓燃料動力鋰電池成功布置在轎車前艙。

接下來，400片金屬極板既要緊密“排排站”，又不能“擠在一起”，研究人員創造出貼緊極板多步成形誤差補償、激光焊接變形抑制等一系列新技術、新工藝，突破了金屬雙極板電堆疊放的接觸均勻性瓶頸。在全球，開發出首個400片115千瓦大功率車用電堆，實現了燃料動力鋰電池汽車的全功率驅動，也就是加一次氫氣，可以一口氣跑上600公里。

在2019年世界新能源汽車大會上，項目團隊開發的電堆技驚四座，被評為代表新能源汽車方向的八項前沿技術之一。國內、國際知名汽車品牌公司紛紛前來位于臨港的上海治臻考察，并提出了多方面的合作事宜。

創新鏈條“第一步”

有關金屬雙極板來說，提出全新結構、開發新產品只是漫長創新鏈條的第一步。為了高功率密度燃料動力鋰電池薄型金屬雙極板，從論文項目變成生產圖紙；讓裝有“交大”金屬雙極板電堆的新能源汽車，從生產線加速跑上高速路。來新民與志同道合的同事、學生一道，依托多年耕耘的科研項目開始創業，成立了上海治臻。

很“幸運”，公司發展之初得到了上汽集團持續五年燃料動力鋰電池技術攻關項目的穩定投入，新源動力大力協作。同時，上海市科委和臨港集團持續支持，讓這家不到10人的科技小公司，快速成長到80余人的成長型公司。如今，團隊已經建成了年產50萬片金屬板全流程生產線，占據國內氫能源燃料動力鋰電池市場的半壁江山以上。

“這只是我國氫能源燃料動力鋰電池汽車發展的一小步。”來新民說，我國汽車想要在新能源汽車上真正實現彎道超車，還要在多個部件、材料、系統上有更大的突破。

新民晚報記者馬亞寧