今年初，重慶交通大學(xué)綠色航空技術(shù)研究院（下稱“綠航院”）與重慶中納科技有限公司（下稱“中納科技”）聯(lián)手打造的重慶首個(gè)納米纖維新材料生產(chǎn)基地實(shí)現(xiàn)規(guī)模化投產(chǎn)，該基地生產(chǎn)的中納防水透氣多功能沖鋒衣于近日推向全國。這也意味著綠航院歷時(shí)兩年開發(fā)出的納米纖維隔膜真正實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化落地。

中納沖鋒衣“?！痹谀?？

據(jù)了解，傳統(tǒng)沖鋒衣的面料表層覆以由特氟龍或聚氨酯構(gòu)成的壓層膜或涂層，其透氣性會(huì)因孔隙率的原因而受限。另外，在運(yùn)動(dòng)中，汗液、油污等污染會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)沖鋒衣表層失去阻水能力。

中納沖鋒衣引入了納米纖維膜作為中間層材料，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的防水透氣性能。

納米纖維膜是綠航院創(chuàng)新開發(fā)的一種多功能“可呼吸性”隔膜新材料，其每根纖維直徑約為人類頭發(fā)絲的千分之一，孔隙率高達(dá)85%以上，加之獨(dú)特的鳥巢式三維多孔結(jié)構(gòu)，使其不僅能夠有效阻止液態(tài)水與氣溶膠的滲透，又確保了水蒸氣和空氣的自由通透性，防水性和透氣性均優(yōu)于傳統(tǒng)拉伸工藝制備的平面多孔膜，同時(shí)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、增強(qiáng)增韌、絕熱保溫、防風(fēng)保暖、高效低阻等優(yōu)異性能。

“納米纖維膜具有重量輕、滲透性好、比表面積大、孔隙率高等特性，非常適合做功能性紡織材料?！本G航院副院長(zhǎng)、中納科技董事長(zhǎng)楊大祥表示，我們用納米纖維膜升級(jí)替代傳統(tǒng)的拉伸膜，推動(dòng)了功能性紡織品行業(yè)纖維直徑從微米進(jìn)入納米時(shí)代。

為動(dòng)力電池“量身打造”

據(jù)了解，除了在紡織行業(yè)有著廣闊市場(chǎng)外，納米纖維膜在新能源領(lǐng)域也有著極大的潛在市場(chǎng)，由納米纖維膜升級(jí)而來的納米纖維隔膜更是為新能源動(dòng)力電池“量身打造”。

隔膜是動(dòng)力電池的關(guān)鍵組件，它將正負(fù)兩極分隔開，防止它們因直接接觸而短路；在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，保持必要的電解液，形成鋰離子移動(dòng)的通道?？梢哉f，隔膜性能直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性等。

相比較當(dāng)下主流的陶瓷涂覆隔膜，楊大祥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)出的納米纖維隔膜，以獨(dú)特的三維多孔結(jié)構(gòu)，使其在性能上更進(jìn)一步：不可燃、受力良好，避免隔膜因破裂等情況，導(dǎo)致電池燃爆；孔隙大而均勻，鋰離子得以高效通過，充電更快。同時(shí)，這樣的孔隙率還能附合更多電解質(zhì)，提高電池能量密度，續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。

楊大祥表示，把納米纖維膜經(jīng)過裁剪，與正負(fù)極材料一起，組裝成扣式電池，對(duì)它的綜合性能進(jìn)行測(cè)試，充放電循環(huán)五百次以后，它的電池容量是基本不變的，以及它的壽命都有顯著的提升。

產(chǎn)業(yè)化背后的創(chuàng)新“秘笈”

靜電紡絲，是規(guī)模化制備納米纖維的主要方法之一。

在溶液靜電紡絲研究成果的基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步完成了熔融靜電紡絲生產(chǎn)裝備和工藝開發(fā)。

“從試驗(yàn)機(jī)開始，小試、中試、一直到規(guī)?；a(chǎn)，溶液靜電紡絲生產(chǎn)裝備歷經(jīng)了8次迭代?！睏畲笙檎f，在成套設(shè)備開發(fā)中，我們解決了噴絲頭的設(shè)計(jì)與加工難題、無支撐薄膜收集和百米長(zhǎng)傳輸平臺(tái)問題、微計(jì)量泵均勻供料問題及在線監(jiān)測(cè)和智能控制等難題，“正是通過自主設(shè)計(jì)制造納米纖維智能化生產(chǎn)裝備，中納科技突破了納米纖維產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)和工藝，實(shí)現(xiàn)了高效、環(huán)保、低成本的納米纖維薄膜和長(zhǎng)絲的規(guī)模化制備，并將其商業(yè)化應(yīng)用到防水透氣多功能服裝隔膜和新能源電池隔膜兩大領(lǐng)域?！?/p>

楊大祥表示，目前中納科技已突破溶液納米纖維規(guī)模化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備，未來將繼續(xù)聯(lián)手綠航院，打通納米新材料從原創(chuàng)研發(fā)、小試、中試到規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈，打造全球納米科技產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的資源整合中心，為全球客戶提供完整的產(chǎn)品解決方案及完善的產(chǎn)品全生命周期服務(wù)。（張艷）

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