人物名片

　　姓名：杨晓钢

　　职务：宁波诺丁汉大学理工学院机械、材料及制造工程系主任

　　荣誉：2015年第六批宁波市“3315计划”创新人才

　　用“高冷”来形容杨晓钢的研究领域并不夸张。杨晓钢是宁波诺丁汉大学机械、材料及制造工程系主任，致力于高性能高附加值粉体材料的新型反应器制备技术开发及产业化研究。“基于正极材料对新能源汽车锂离子动力电池性能的决定性作用，研究高品质正极材料或其前驱体的可控制备特别是反应器技术具有重要意义。”杨晓钢说，这种开发的新型反应器技术可应用于化工、能源、医药制备以及环保等领域，是一种将流体动力学及传热传质耦合原理应用于化工过程的高新技术。

　　与能源技术“打交道”近20年

　　1984年，杨晓钢取得东北大学工程热物理硕士学位并留校任教，1990年受国家公派，作为访问学者先后在英国巴斯大学和伯明翰大学学习，并于1996年获理学博士学位。在英国伯明翰大学材料多学科研究中心从事博士后研究期间，他先后参与了英国工程和自然科学研究委员会资助的“铸造充填系统”和“高级铸造充填系统”等项目的研究。此后一直在英国格林多尔大学、英国佩斯利大学等进行教学以及科研工作。

　　“可以说我和能源技术打了近20年交道。”他说。多年的科学研究，杨晓钢取得了丰硕的成果，在铸造、化工反应器和流体动力机械等工业问题的计算流体动力学数值模拟、多相流动紊流模型、铸造过程模拟、气泡和粒子动力学、风力透平设计、太阳能光伏电池镀膜技术和二氧化碳吸收等领域取得了一系列具有原创性和世界水平的技术成果。

　　“科研的目的就是为了让更多的人受益。”2013年，杨晓钢抱着为国家做一些事情的心愿来到宁波诺丁汉大学，组建科研团队，研究新型组合反应器，同时在学校进行教学工作。

　　“反应器”年底前或可推向市场

　　反应器，对于很多人来说是个陌生的名词，它是进行化学反应的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业领域。研究开发新型反应器并用于新型细微粉体颗粒材料制备是杨晓刚来宁波时的主要研究项目之一。“反应器的内部结构对流体流动、传热传质过程的影响极其复杂，研究极具有挑战性。”他说。

　　“反应沉淀制备微纳米粉体材料具有反应条件温和、工艺简单、成本低和利于工业化等优点，是迄今研究最多和应用最为广泛的方法。”杨晓钢说。粉体材料的性能和应用价值很大程度上取决于颗粒粒度、形貌和微结构，因此，通过控制结晶过程与流体相互作用来制备这些颗粒的“反应器”就至关重要。

　　近年来，应用于粉体材料制备领域的泰勒反应器备受关注，但国内对此的研究还处于空白状态。

　　杨晓钢说，他和团队核心成员李光博士研究的新型泰勒反应器，具有高强度均匀剪切、快速混合、颗粒快速聚结和模拟平推流特质，单台反应器可连续快速制备全梯度多元复合正极材料。

　　“这种新型泰勒反应器目前已经到了中试阶段。”杨晓钢说，预计年底前可以推向市场。

　　未来主要研究磷酸铁锂正极材料

　　应用所开发的新型反应器制备对于磷酸铁锂正极材料显得尤其重要。不同于传统搅拌反应器间歇式制备，新开发的反应器可以连续制备。随着电动汽车行业发展，车用动力电池得到广泛应用，目前主要有铅酸电池、镍氢电池与锂离子电池等3种电池实现了应用。

　　铅酸电池由于污染大、克容量小，其成本优势不足以抵消其劣势，所以主要应用于小型电动自行车领域；镍氢电池主要应用于混合动力汽车领域，拥有制造工艺成熟、购置和使用成本较低等优点，但存在自放电率高、比能量较小、记忆效应和充电发热等问题；而锂离子电池比能量大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应，能满足对体积、寿命、功率等要求较高的乘用车需求，是纯电动汽车应用的理想产品。

　　锂离子电池的正极材料种类较多，其中，磷酸铁锂在循环寿命和材料成本上的优势被业界普遍看好，代表着动力电池正极材料的未来发展方向，这也是杨晓钢未来主要的研究方向。

　　“铁锂正极材料可控制备的核心技术是针对其制备过程开发合适的反应器技术，新型组合式反应器技术能有效分离并分别控制颗粒的成核和生长(分子生长和聚合)过程。”杨晓钢说，磷酸铁锂正极材料规模化应用亟需提高材料压实能量密度、改善低温性能差以及产品一致性等。

　　对于新型泰勒反应器和其在磷酸铁锂正极材料制备上的应用，杨晓钢充满信心。东南商报 记者王婧

编辑： 郭静