八旬院士48年只做一件事：讓中國鋰電實(shí)現(xiàn)“突圍”

時間:2024-02-23 09:31來源:中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 作者:邱晨輝
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84歲的陳立泉被人稱為“中國鋰電池之父”，但他總是拒絕這個稱號，擺擺手說：“這個分量太重了，我只是做了我應(yīng)該做的。”
 
這位中國工程院院士、中國科學(xué)院物理研究所研究員已經(jīng)從事鋰電池研究48年，開創(chuàng)了我國固態(tài)離子學(xué)研究新的學(xué)科領(lǐng)域，半個世紀(jì)來榮譽(yù)等身：國家自然科學(xué)一等獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎、中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎、國際電池材料協(xié)會終身成就獎……他也被認(rèn)為是我國鋰電池方向的奠基者、開拓者和引領(lǐng)者。
 
不久前，陳立泉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)又獲得一個獎項(xiàng)——2023年度中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎……對他來說，相比于成果本身，這些榮譽(yù)已沒有那么重要。年過八旬，陳立泉白發(fā)蒼顏，但他壯志依舊，希望心中的“電動中國夢”早日實(shí)現(xiàn)。
圖為陳立泉。中國科學(xué)院物理研究所供圖
 
1976年，陳立泉受中國科學(xué)院派遣赴德國馬普協(xié)會交流，從事晶體生長研究。
 
剛到不久，陳立泉了解到超離子導(dǎo)體可以作為全固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)，而全固態(tài)鋰電池有可能替代鉛酸電池作為新動力驅(qū)動汽車。他意識到這對未來中國的能源意義非凡。
 
36歲的陳立泉毅然決然地申請“轉(zhuǎn)行”。得到批準(zhǔn)后，陳立泉開始了固體離子學(xué)研究歷程。
 
兩年后，陳立泉回國，相繼在物理所創(chuàng)立了國內(nèi)第一個固態(tài)離子學(xué)實(shí)驗(yàn)室，組織召開了中國第一屆固體離子學(xué)討論會、成立了中國固態(tài)離子學(xué)學(xué)會，并培養(yǎng)了黃學(xué)杰、李泓、曾毓群等在我國鋰電池行業(yè)擔(dān)當(dāng)中流砥柱的科學(xué)家與企業(yè)家。
 
在10年后的1988年，我國第一塊固態(tài)鋰電池在物理所誕生，但由于當(dāng)時材料體系、電芯設(shè)計(jì)、制造工藝都不成熟，其短期內(nèi)并不具有商業(yè)化的可能性。
 
1990年，日本索尼公司宣布液態(tài)鋰離子電池開始商業(yè)化。
 
“我國要想盡快趕超日本，實(shí)現(xiàn)中國鋰電突圍，需要采取符合我國發(fā)展需要的分步走策略。”無數(shù)個深夜的思索徘徊，陳立泉最終決定：一方面，先從相對簡單的電池綜合性能稍低的液態(tài)鋰離子電池技術(shù)方向突圍，實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑；另一方面，堅(jiān)持最終實(shí)現(xiàn)全固態(tài)的研發(fā)策略，使中國鋰電池產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時，在國際上處于絕對領(lǐng)先地位。
 
雄偉的理想與現(xiàn)實(shí)形成鮮明對比。工廠像是一間“手工作坊”，房間內(nèi)墻面斑駁、門窗破舊，光線昏暗，每走一步，地板就翹起來。陳立泉和團(tuán)隊(duì)幾位成員下廠當(dāng)工人，摸清了生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)。
 
“累了，直接關(guān)燈，趴在桌上睡一會兒，起來繼續(xù)干。”陳立泉的學(xué)生說，這個習(xí)慣保持至今，最近幾年條件好了，才買了折疊床。
 
陳立泉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在這里建立了圓柱電池實(shí)驗(yàn)線，誕生了我國的第一顆圓柱鋰離子電池。1996年該型號鋰離子電池通過了中國科學(xué)院組織的專家鑒定，電池性能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
 
一顆小小電池，拉開我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展序幕。
 
產(chǎn)業(yè)要想發(fā)展，是離不開企業(yè)的。陳立泉的想法是，研究所往前走半步，企業(yè)向前走半步，先共建一條中試線，等技術(shù)成熟了，產(chǎn)業(yè)化就能做起來了。
 
現(xiàn)實(shí)又潑了一盆冷水：幾乎沒有企業(yè)敢投資——“暫時還看不到用途”的汽車電池，實(shí)在太“天方夜譚”了。
 
幾經(jīng)周折，在物理所和中國科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的牽線搭橋下，陳立泉和學(xué)生黃學(xué)杰找到了投資方，于1997年建成了一條年產(chǎn)20萬只18650型鋰離子電池的中試生產(chǎn)線，解決了鋰離子電池規(guī)模化生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)與工程問題，產(chǎn)品性能和成品率都處于當(dāng)時國際先進(jìn)水平。
 
陳立泉回憶，這是一條“三個為主”的生產(chǎn)線——以我國自己的技術(shù)為主、自己的設(shè)備為主和自己的原材料為主。
 
“現(xiàn)在看來，它的生產(chǎn)能力微不足道，但當(dāng)時卻是中國鋰電池產(chǎn)業(yè)化跨時代的見證。”他說。
 
在發(fā)展產(chǎn)業(yè)的同時，陳立泉始終堅(jiān)持基礎(chǔ)研究，實(shí)現(xiàn)原材料創(chuàng)新突破。他深知，這是中國鋰電突圍的“底牌”“王牌”。
 
專利是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“保護(hù)器”。1997年陳立泉和學(xué)生李泓等人，在國際上首次提出納米硅作為鋰離子電池核心負(fù)極材料并申請?jiān)擃I(lǐng)域的首個專利，形成了我國獨(dú)立自主的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)群。
 
20多年后的今天，溧陽天目先導(dǎo)電池材料科技有限公司依托該研究的技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了萬噸級規(guī)模化生產(chǎn)，材料綜合性能達(dá)到已量產(chǎn)的世界領(lǐng)先水平，該材料已被全球領(lǐng)先電池企業(yè)規(guī)模使用。
 
中國鋰電行業(yè)究竟如何從跟跑到并跑，如何實(shí)現(xiàn)突圍、領(lǐng)跑全球？
 
“必須凝聚社會力量發(fā)展出一批行業(yè)龍頭企業(yè)，技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用一盤棋。”陳立泉說。
 
陳立泉受邀籌劃并推動寧德新能源科技有限公司（CATL）前身ATL的創(chuàng)辦，推動全中資寧德時代新能源科技股份有限公司（CATL）的成立和發(fā)展。
 
2009年，面對日韓企業(yè)的壓倒性領(lǐng)先優(yōu)勢，陳立泉與CATL時任董事長張毓婕擊掌為誓：“中國鋰電突圍從CATL開始”，陳立泉作為CATL技術(shù)發(fā)展“總舵主”——公司學(xué)術(shù)委員會主任，選擇合適技術(shù)路線，推動公司與研究院所以及大專院校的合作，培養(yǎng)和輸送技術(shù)人才。
 
如今，以CATL為龍頭，一批企業(yè)聯(lián)合發(fā)力，我國在動力、儲能鋰電池市場全球占有率均位居世界第一。
 
“中國實(shí)現(xiàn)彎道超車，必須發(fā)展固態(tài)鋰電池。”陳立泉說。歷時38年，陳立泉和李泓等人終于在2016年創(chuàng)新性提出了“原位固態(tài)化”技術(shù)路線，在國際上率先解決了固相界面的世界難題，開發(fā)了具有我國獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的固態(tài)電池技術(shù)專利群，形成了固態(tài)電池整體解決方案，成立了生產(chǎn)固態(tài)電池的北京衛(wèi)藍(lán)新能源科技股份有限公司。
 
2023年，全球量產(chǎn)能量密度最高的360Wh/kg固態(tài)動力電池已應(yīng)用于新能源汽車，并實(shí)現(xiàn)了全球首套MWh級固態(tài)儲能系統(tǒng)示范應(yīng)用。
 
中國電池工業(yè)協(xié)會組織的院士專家在成果鑒定時指出：電池體系“原位固態(tài)化”技術(shù)路線的突破，使得我國在全球范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池及關(guān)鍵材料的量產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用，其能量密度和安全性達(dá)到國際領(lǐng)先水平，這確保了我國在固態(tài)鋰電池研究開發(fā)的國際領(lǐng)先優(yōu)勢。
 
陳立泉近半個世紀(jì)前的夢想，在今天逐步實(shí)現(xiàn)。
陳立泉和學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)室。中國科學(xué)院物理研究所供圖
 
耄耋之年的陳立泉竹清松瘦，最愛的還是電池，就連夫人都忍不住“嘟囔”一句：“他眼里只有電池。”
 
一回家，陳立泉便對著電腦、看文獻(xiàn)、做PPT、整理報(bào)告。一回研究所，便跟學(xué)生討論。
 
緊迫是因?yàn)殛惲⑷辛诵碌?ldquo;使命感”：“我們不是為發(fā)展電動車而發(fā)展電動車，實(shí)際上是跟我們國家能源安全密切相關(guān)。”
 
鑒于我國富煤、少氣、缺油的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，陳立泉策劃推動“電動中國”戰(zhàn)略，而鋰電池是驅(qū)動“電動中國”從夢想變成現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵之一。
 
他希望，未來地上的汽車、高鐵，天上的飛機(jī)，海上的船舶都能夠電動化，“這是創(chuàng)新性很強(qiáng)的研究，就像中國鋰電池是由跟跑到領(lǐng)跑，最終我們希望固體鋰電池也能全面領(lǐng)跑世界，為實(shí)現(xiàn)‘電動中國’的夢想奠定基礎(chǔ)。”
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 陳立泉
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