湖北武汉人，中共党员。毕业于中南矿冶学院，1979年在挪威工业大学访问进修2年。曾任中南工业大学党委书记兼校长，国务院学位委员会学科评议组成员（第三届），国家自然基金委员会学科评审组成员，国家人事部博士后管委会专家组专家（第三届）等职。现任中南工业大学教授，博士导师，校学术顾问，中国有色金属学会常务理事及轻金属学委会主任委员。1997年当选为中国工程院院士。 
    主要贡献：（1）在工业电化学及轻金属材料的研究与应用方面，取得了巨大的成就。其中“锂盐阳极糊”节能技术已在全国推广，年节电达5000万度，年创经济效益1200万元；（2）开发了更经济的TiB2生产新技术，并在国内最先研究成功铝电解TiB2涂极，节电增产及延长设备寿命效果显著，已列为国家经贸委重点新技术推广项目；（3）“大型预焙铝电解槽智能模糊控制技术”经部级鉴定，达国际先进水平，已在河南，青海等省推广应用；（4）近年来，在先进能源材料，因特网信息资源开发利用等方面又取得重要成绩。 
    先后获得国家科技进步一等奖1项，省部级一等奖2项，专利6项（均排名第一）。1996年获湖南省光召科技奖（省最高科技奖），1997年获省“科技之星“称号和全国光华科技二等奖。从事教学科研工作40余年，培养博士和硕士研究生46名。在国内外发表论文120余篇，专著3本。是我国著名冶金材料及工业电化学专家。 
    二、轻金属与工业电化学研究所简介 
    中南大学轻金属及工业电化学研究所是一个集教学、科研、应用、开发和产业为一体的综合研究机构。研究所以工业电化学（含铝镁电解、电化学防腐、功能电极材料、光电化学等）、冶金过程监测和自动控制、新能源（含锂离子电池材料、燃料电池材料、太阳能利用等）为主要研究方向，以高新技术产业化和成果转化为目标，完成了多项国家纵向、横向及国际合作项目，为我国铝冶金及其相关行业的增产、节能、降耗作出了重要贡献，获得了巨大的经济和社会效益。为了实现产业化，中南大学和本所学术带头人刘业翔院士及其学术团体的骨干力量共同出资于2000年3月组建了长沙业翔科技发展有限公司。公司成为首批岳麓山国家大学科技园的高科技示范企业。 
    研究所在过去数十年内获得了多项研究成果，主要有： 
    率先在国际上提出高温熔盐电催化理论，并推动其实践，获得了良好的应用效果，其中“锂盐阳极糊技术”已在全国2000多台自焙槽上推广应用，年节电5000多万度。目前，研究所又成功地开发出针对预焙槽的来源更广泛、价格更低廉的阳极添加剂，工业试验表明，该类添加剂能达到显著降低碳耗、电耗、提高电流效率的效果。 
    研究所在国内最早研究成功了铝电解TiB2粉生产新技术，经工业试验验证，TiB2涂层可延长槽龄1-2年、吨铝节电200kWh以上、提高电流效率1%以上，该项目被列为国家“八五”和“九五”重点新技术推广项目。 
    近年来开发成功的“铝电解槽智能模糊控制技术”通过了国家经贸委的新产品、新技术鉴定验收，确认其为“国际先进水平”。国家技术创新项目“基于现场总线的全分布铝电解智能控制系统”于1999年12月通过了国家经贸委委托的部级技术成果鉴定，确认其达到了国际领先水平。这些新型的智能控制技术与产品已成功地应用于青海铝厂、长城铝业公司等多家铝厂，效益显著。目前铝电解智能模糊控制系统由长沙业翔科技发展有限公司进行规模化生产，面向全国各铝厂推广，若在全国推广面积达50%，则每年为用户带来4亿元以上的直接经济效益。 
    近10年来，研究所先后获得国家科技进步一等奖一项，省部级一等奖2项、二等奖3项、三等奖3项、专利6项，研究所学术带头人刘业翔院士还获得“湖南省有突出贡献的专利发明家”称号、“湖南省首届光召科技奖”、1997年，本所被国家科技部授予“全国重大科技成果推广表彰”荣誉证书。 
    研究所已形成了一个结构合理、实力雄厚的学术梯队；现有院士1 人，教授2人，副教授、高级工程师4人，讲师、工程师4人，博士后和访问学者各1 人，博士、硕士研究生13人。 
    研究所主要在研项目： 
    1.“铝电解电催化及低温电解质理论”，国家重点基础研究计划项目“提高铝材质量的基础研究”子课题。 
    2．“铝电解碳阳极改性及电催化”，国际合作项目，挪威工业界和挪威科学院资助。 
    3．“160kA预焙铝电解槽智能模糊控制技术在系列生产上推广应用”，国家技术创新项目。 
    4．“自焙槽技术创新工程”，国家技术创新项目。 
    5．“流态化电化学反应器电催化氧化有机醇和废水处理研究”，教育部优秀年轻教师基金项目。 
    6．“长寿命DSA表面上梯度功能膜的电化学及结构优化”。国家自然科学基金项目。 
    7．研究所自选项目：“燃料电池阳极材料开发“，“半导体光催化氧化材料”，“锂离子电池系列电极材料”。 
    研究所高技术产品和可转让技术： 
    铝电解智能模糊控制系统：以铝电解槽智能模糊控制机（简称槽控机）为主体，可应用于预焙槽型和自焙槽型，既可应用于新建铝电解生产系列，也可应用于老电解槽系列计算机控制系统的升级改造。 
    铝电解碳阳极添加剂；已完成的预焙电解槽工业应用表明，吨铝节能可达150-200kWh,提高电流效率约1%，减少碳耗10-20kg，并可促进碳渣与电解质分离，此添加剂亦可用于自焙电解槽。 
    铝电解槽TiB2阴极涂层技术：可应用于预焙和自焙铝电解槽，可延长槽龄1-2年，减少槽底沉淀及槽压降50-100 mV ,提高电流效率1%-3%。 
    锂离子电池系列电极材料技术：已开发出锂钴氧、锂锰氧等锂离子正极材料制备技术，其充放电容量及循环性能与国际同类材料相当，而性能价格比远优于进口材料，有广阔的市场前景。 
    Nd-Fe-B永磁材料防腐技术：Nd-Fe-B永磁材料易腐蚀粉化，需加涂层防蚀，本所开发的防腐涂层技术防腐效果与日本进口样品相当。 
    三、长沙业翔科技发展有限公司 
    长沙业翔科技发展有限公司是以中南大学为依托，以轻金属与工业电化学研究所为研究开发基地，由刘业翔院士及其学术团体的骨干力量共同出资组建的有限责任公司。刘业翔院士任公司名誉董事长，李劼教授任董事长，丁凤其高工任总经理。公司现有管理和技术骨干15人，是一支研究型、开发型与工程型人才相结合的队伍，年龄结构与知识结构良好。 
    本公司目前的主营方向是，计算机智能测控系统，管理信息系统，智能化仪器仪表，以及新能源电池材料等。 
    本公司是首批入选岳麓山国家大学科技园的高科技示范企业。岳麓山国家大学科技园是国家1999年批准的全国15个大学科技园示范基地之一。该科技园由国家与地方（湖南省）共建，主要的技术与人才依托单位为中南工业大学，湖南大学和国防科技大学。 
    本公司申报的高科技产业化项目“基于CAN总线的全分布式智能测控系统”于2000年3月通过了湖南省科委的专家论证，被推荐进入岳麓山国家大学科技园，作为政府重点扶持的高科技产业化项目。全分布式铝电解槽智能模糊控制系统是该入园项目的主导产品。 
    本公司不仅拥有中南大学轻金属及工业电化学所的科技人才，而且从相关企业引进了高素质的工程技术人才，以便使本公司迅速步入“科技创新—开发生产—销售与服务”的良性循环。 
    四、研究领域及科技成果（带*者 为可产业化合作或技术转让项目） 
    铝电解过程智能控制技术的开化与应用* 
    在刘业翔院士指导下，将电化学冶金机理研究与现代控制理论和智能控制技术有机地结合起来，开发了铝电解过程智能控制模型与算法，所主持的国家经贸委“九五”重点项目“智能模糊控制技术在160kA预焙铝电解槽上的开发应用”于1997年度通过国家经贸委新产品新技术鉴定验收，在青海铝业公司推广应用后取得年净增效益8000万元的显著效果。1998年以来又指导其梯队研究组成功地完成了国家技术创新项目“基于现场总线的全分布式铝电解智能控制系统”，1999年12月经部级鉴定，该成果达到国际领先水平，为我国铝工业现代化改造提供了一项关键技术，现正在全国推广应用，可望取得年增5亿元经济效益的节能增产效果。 
    在他指导下，还系统地研究开发了用于铝电解生产的动态连续测温仪、CO2传感器以及用于铅、锌电解的红外故障探测仪等。 
    铝电解电催化节能及炭素阳极改性* 
    随着世界能源的日趋紧张,能耗巨大的铝电解工业面临着迫切的节能降耗任务。为降低铝电解高达400-600mV的阳极过电压，刘业翔院士于1981年在国际上率先开展了1000℃下高温熔盐电解阳极过程电催化研究，首次发现SnO2基电极中掺杂剂的电催化功能，可使析氧超电压明显降低。随后，他针对铝电解过程消耗性碳阳极开展电催化理论和应用研究，开发出一系列用于铝电解碳阳极电催化掺杂剂，有效地降低了阳极超电压，为解决铝电解节能降耗中这一世界性难题作出了突出的贡献。其中，“锂盐阳极糊”节能技术，1991年起在全国16家铝厂约2000台自焙电解槽上推广应用，当年节电5000万度以上，荣获1992年度国家科技进步一等奖。续后又有大面积推广应用。 
    1997年，与世界著名的铝研究中心——挪威科技大学合作，得到挪威科学院和工业界的资助，进一步开展预焙阳极电催化研究，现已取得较大进展。1998年在两国的铝电解厂都进行了中试，1999年在我国平果铝业公司进行了“160kA预焙铝电解槽阳极改性工业试验”，鉴定确认，一台槽每年增产节能降耗效益4.42万元，正在推广应用中。此外，在国家自然科学基金资助下，又将高温熔盐电催化延伸到镁电解析氯电极电催化的研究，并取得较大成果。 
    目前，刘业翔院士领导的课题组正在国家重点基础研究计划（即“973”项目）的支持下，进行各种不同含量掺杂物碳阳极的化学活性和电化学活性的研究，对多种掺杂物质进行筛选分类，揭示铝电解过程阳极组成和结构与其电催化性能之间的关系，开发出实用于预焙阳极的更廉价的新型电催化剂，建立高温熔盐电催化理论，为我国铝工业作出更大贡献。 
    炭素阳极生产过程中，因采用沥青作为粘结剂，产生大量的沥青烟，其中含有致癌的苯并芘及多环芳香族化合物（PAH），对环境造成严重污染。为此，刘业翔院士领导的课题组开展了“少（无）烟害阳极”的研制，采用无机盐溶胶部分或全部代替沥青作为阳极粘结剂，以达到减少沥青烟的目的，现已取得较大进展。 
    铝电解过程中炭阳极毛耗为500kg/t-Al左右，净耗为420-460kg/t-Al，较理论值（334/CE kg/t-Al）高出60-100kg，此项成本占原铝生产总成本的12%左右。因此，减少碳耗有较大的空间和相当大的经济效益。另外，由于炭素阳极的选择性氧化产生的大量炭渣，不但增加了阳极的过量消耗，而且对电解质造成污染，降低电解质的导电率和电解电流效率。为此，课题组开展了“铝用炭素阳极抗氧化性研究”，开发出用于铝电解的碳素阳极添加剂。平果铝业公司炭素厂中试表明，采用该添加剂后可有效提高阳极的抗氧化性能，取得了节电106.1kWh/t-Al和节炭11.6kg/t-Al的明显效果。 
    刘业翔院士在该领域的研究论文先后发表在国内外许多重要期刊及会议论文集上，并被广泛引用。美国铝业公司、雷诺金属公司、瑞士洛桑化学物理研究所、加拿大、日本、印度等国家著名单位纷纷来函索取资料。电化学学报《Electrochim. Acta》编辑部、挪威的J. Thonstad、美国的W.Haupin等著名学者都认为他的工作是“在高温熔盐电催化未知领域中的开创性研究，是非常有意义的”。 
    铝电解TiB2阴极涂层* 
    TiB2材料由于具有可与金属相比拟的导电性、优良的与铝润湿性能、较强的耐金属铝液和铝电解熔体腐蚀性能, 因此数十年来，国际铝业界一直努力以TiB2为基础，发展可润湿性固体阴极以取代现行的碳素阴极材料，最终取得重大的电解槽变革、节能和延长槽寿命。近年来，为解决TiB2材料的陶瓷脆性和昂贵的制造成本，铝电解TiB2阴极材料向以下两个方向发展： 
    发展TiB2复合材料（如碳基复合材料），以完全取代现行碳素阴极，与惰性阳极的发展相配合，最终实现新型的惰性阳极-惰性阴极铝电解槽，达到环境和节能的革命性变革； 
    以改良现行铝电解槽为目标，研究开发TiB2涂层及其相关技术，达到节能和延长电解槽寿命的目的。 
    TiB2涂层概念最早由Martin Marietta 公司80年代初提出，即利用TiB2材料与铝优良的润湿性能，以树脂或无机物溶胶作粘结剂，涂覆于现行工业铝电解槽碳阴极表面。自此以后，对该类涂层开展了广泛的基础研究，特别是耐蚀耐磨机理、性能、制备技术等，目前在欧美、澳大利亚等国家均有应用并推广TiB2涂层技术的报道。 
    我国的TiB2涂层研究起步与国际上相近，并在八五、九五期间取得了很好的进展，其中以刘业翔院士领导的课题组从1984年开始进行基础研究，先后解决了TiB2粉末的制备、TiB2涂层的配方、涂覆方法以及固化和炭化技术，于80年代末期在合肥铝厂建立了TiB2粉末生产线，并随后在合肥、连城、萍乡等铝厂自焙铝电解槽上进行TiB2涂层阴极工业实验，结果表明，电解槽启动初期均取得了NaF用量减少、可有效抑制钠的渗透、显著减弱电流分布不均和减少水平电流、槽底沉淀少和提高电流效率的良好效果。目前全国已有一百多台TiB2涂层阴极铝电解槽。 
    合肥铝厂从95年起，40台60kA自焙槽采用了TiB2涂层阴极，经1997年国家经贸委组织的验收表明，TiB2涂层阴极电解槽取得了槽底压降降低40mV、吨铝节电310 kwh、提高电流效率2%以上，到1999年底，TiB2涂层阴极铝电解槽仍运行良好，较之普通铝电解槽寿命提高至少一年以上，体现出了显著的经济效益。 
    本课题组在开展TiB2涂层阴极的研究中，分别得到了国家“七五”攻关、国家经贸委重点新技术推广（“八五”期间）等项目的支持，取得了二项发明专利，获得了安徽省和甘肃省科技进步二等奖、原中国有色金属工业总公司科技进步二等奖、国家教育部科技进步三等奖等奖励。 
    由于目前我国大部分铝厂均采用落后的铝水焙烧启动方式，使得TiB2涂层快速碳化造成TiB2涂层与碳块结合力降低，而未更充分发挥TiB2涂层耐磨性好、延长槽寿命的优势。可喜的是，近年来已开始了焦粉与燃气（油）焙烧启动，同时越来越多的铝电解厂特别是预焙铝电解厂意识到了TiB2涂层阴极有望提高电解槽寿命的重要性，TiB2涂层阴极技术将会取得更多更大的成果，如能在全国范围推广，年新增效益可达上十亿元。 
    本课题组目前正承担国家重点基础研究计划（即“973”项目），开展以完善TiB2涂层为基础的新型长寿命低能耗的导流型铝电解槽的研究，以期更好地发挥TiB2涂层阴极的功能，为我国铝工业作出更大贡献。 
    高性能电解电积用阳极材料（DSA）* 
    随着现代工业及经济的飞速发展，人类的生存空间不断扩大，而这一切活动的开展都离不开能源工业的支持，因此能源工业的发展备受人们的关注。本世纪以来在化石能源日益枯竭、新能源的开发缓慢、能源费用上涨的情况下，人们愈来愈感到节约有限能源资源、降低工业生产中的能耗将是经济持续高速发展的至关重要的因素，能源的匮乏将使现代工业文明面临严重的挑战，能源危机不再是杞人忧天的梦话，而是摆在人类面前的严肃课题。 
    在能源资源十分有限的情况下，生产过程节能是当务之急，电催化科学的研究恰好适应了这种要求。电催化是使电极与电解质界面上的电荷转移反应得以加速的一种催化作用。电催化科学的迅速发展始于本世纪50年代末，出于当时对燃料电池的迫切需要，当代电催化科学的研究范围已经远远超过了燃料电池领域，已在化学工业、电化学合成、电解工业以及生物电化学等方面的研究与应用都已取得了显著成绩。电催化以研究如何加速电极上的电化学反应速度、降低电极电位为目标，直接与节能降耗密切相关，特别是在大能量强电流电解过程中节能，采用电催化功能电极更是起了巨大的作用。电催化科学是与电极材料特性相关联的科学, 因此高效稳定的电催化功能电极的研制是电催化科学的重要研究内容。有色金属冶炼过程中，金属的电积是重要环节而且是一个耗能大项。在电积工艺中阳极析氧造成了能耗、阳极材料腐蚀产物在阴极的共沉积造成了对产品纯度的影响，而且阳极的费用又与阳极材料的选择密切相关。因此，使用电催化析氧性能好、寿命长、成本低的阳极材料对有色冶金工业具有重要的经济意义。随着湿法冶炼的发展，对功能优异的阳极材料需要更为迫切。 
    金属氧化物涂层阳极，也称金属阳极，商业上称为DSA（Dimensionally Stable Anode）是一种非常重要的电催化功能电极材料，它大致可分为复合金属、电镀层和热分解涂层三大类，其中热分解成型的钛基金属涂层阳极以其优良的电催化性能，在氯碱工业中获得了广泛的应用，使电解槽的能耗显著降低。金属涂层阳极在工业上成功应用，有力地刺激了有关这方面研究的发展。其中有色金属电积多采用强酸性电解液，而且阳极过电位高，材料的使用环境相当恶劣，因此阳极材料的选择十分有限，也正是这个原因，已研制二十多年的不溶性阳极仍处于实验室阶段。 
    本研究所从八十年代以来一直从事新型电解电极用阳极的研究，特别是钛基金属氧化物涂层阳极（DSA），我们进行过较系统详尽的探讨。曾试制过Zn电解用多层抗钝化DSA，效果相当不错，后来由于工艺过程过于复杂及价格上的原因没有得到大规模的推广应用。目前这方面的研究我们取得了新的进展，得到了国家自然科学基金的资助，新的研究方向为： 
    (1) 稀土添加对钛基金属氧化物阳极涂层电催化性能及抗钝化问题的研究 
系统研究稀土元素的添加对DSA电催化性能及阳极寿命的影响，已经得到了一些带规律性的结论，正着手寻求理论上的诠释。 
    (2) 梯度功能型钛基金属氧化物阳极的研制 
运用梯度功能材料的设计思想，在涂层中形成成分的梯度，以提高涂层跟基体的界面结合力，提高涂层的抗钝化能力，我们已成功试制了这种梯度涂层，寿命比常规方法制得的涂层长40倍，且操作简便易于工业化推广，目前正在申请专利。 
    (3) 稀土添加对DSA表面态能级的影响 
运用半导体能带理论计算表明态能级，深入探讨稀土添加对涂层电催化性能的影响。 
    (4) 电催化活性中心键能的计算及其对电催化性能的影响 
用量子轨道理论计算电催化活性中心的键能，深入讨论稀土添加对涂层电催化性的影响。 
    (5) 电解电催化过程的仿真研究及电催化剂设计 
综合运用表面态能级、活性中心键能、电解质扩散理论及等效电路方法仿真电解电催化过程，为电催化剂的设计提供有力的支持。 
    锂离子电池正极材料及负极材料的研制与开发* 
    本研究所跟踪国际高科技发展前沿，对锂离子电池正极材料进行攻关研究，已取得突破性成果，采用特种合成技术制备的LiCoO2、LiMn2O4正极材料，其容量、循环寿命已达到国外同类产品水平，其制备技术具有产品质量好，工艺简单，成本低，易于工业化生产等特点。 
    本项目已完成钴酸锂（LiCoO2)锰酸锂（LiMn2O4）实验室小批量、小规模生产（每批1000克）。我们对产品进行了X射线衍射分析、扫描电镜、循环伏安、充放电，比表面积，粒度分布等多种物理化学测试，结果表明，小批量试制的产品已达到国外同类产品水平。本产品经武汉力兴电源有限公司（我国锂电池行业协会理事长单位）试制成手机用锂离子电池，测试结果表明，我们提供的小批量产品的性能指标已达到国外同类产品水平。