7月8日,中國工程院院士、中國科學院物理研究所研究員陳立泉獲國家最高科學技術獎。86歲的他,是我國固態離子學奠基人、鋰電池領域開拓者,用整整半個世紀的堅守,從零開創中國固態離子學,實現國產鋰電池自主研發與產業化,前瞻布局下一代固態電池,筑牢我國鋰電產業自主根基,撐起中國鋰電產業的自立自強之路。
半世紀躬耕不輟,陳立泉始終以國家能源戰略需求為導向,深耕基礎研究、攻堅產業瓶頸,同時潛心育人育才,搭建起完整的學科體系與人才梯隊,以科研突破激活新能源產業引擎,筑牢我國能源安全屏障。
從零拓荒 填補鋰電空白
1940年3月,陳立泉出生于四川南充,1964年從中國科學技術大學物理系畢業后,進入中國科學院物理研究所,深耕晶體材料研究十余年,積累了扎實的理論功底與科研經驗。上世紀70年代,全球能源危機持續發酵,我國能源結構短板日益凸顯,突圍迫在眉睫。
時代變局之下,一次學術交流,改寫了陳立泉的科研方向。1976年,36歲的陳立泉赴德國訪學交流,其間,偶然獲悉氮化鋰是一種離子導電材料,依托其制造的固態電池能量密度遠遠高于鉛酸電池,未來有望成為汽車動力電池。
“這個東西不得了。”彼時,陳立泉已在晶體材料領域深耕十余年,但憑借敏銳的學術嗅覺,他毅然做出人生關鍵抉擇,立刻寫信回國申請將研究方向調整為固態離子學和固態電池材料研究。
1978年,學成歸國的陳立泉毅然放棄熟悉領域,從零起步攻堅鋰電池與固態離子學技術。彼時國內鋰電研究一片空白,無成熟實驗體系、無專業設備支撐、無現成技術參考,科研條件極度艱苦。他扎根簡陋場地,在一間廢棄雞舍改建的平房中,開啟了我國鋰電池領域的基礎性開拓研究。
1987年,我國啟動“863”計劃“七五”儲能材料(聚合物鋰電池)項目,由陳立泉擔任總負責人,下設12個課題組。憶昔撫今,陳立泉很是欣慰:“目前我國很多企業都在生產鋰電池,所使用的技術主要就是由這12個課題組的科研成果轉化而來的。”
經過整整十年埋頭攻關,1988年,在簡陋的實驗室中誕生了中國第一塊固態鋰電池,實現中國鋰電“從0到1”的歷史性突破,徹底終結了國內無自主鋰電池技術的局面,開啟了中國自主鋰電之路。
轉戰液態 推動產業崛起
首塊固態鋰電池研制成功后,陳立泉并未止步于實驗室成果。
由于當時材料體系、電芯設計、制造工藝不夠成熟,全固態鋰電池短期內并不具有商業化的可能性。恰逢1991年,日本索尼公司宣布液態鋰離子電池實現商業化。敏銳預判產業節奏的陳立泉意識到,固態電池受限于材料與工藝,短期內難以規模化落地。他當即決定,暫緩固態電池研究,盡快轉向更易商業化的液態鋰離子電池,填補我國在這一關鍵技術領域的空白。
方向既定,全力攻堅。1995年,陳立泉團隊研制出國內第一塊液態鋰離子電池。1998年,依靠自制設備、國產原材料和自主技術,建成國內首條18650型鋰離子電池中試生產線。1999年,團隊生產的電池支持了國慶閱兵式中央電視臺的拍攝工作——從實驗室到國家重大活動,鋰電池在中國大地上邁出關鍵一步。2004年,陳立泉帶領團隊提出了不影響鋰離子傳輸的摻雜磷酸鐵鋰方案,將磷酸鐵鋰材料的電子電導率提高7個數量級,并獲得專利授權。
2009年,面對日韓企業明顯領先優勢,陳立泉與寧德時代時任董事長張毓捷擊掌盟誓“中國鋰電突圍從CATL開始”。此后他作為公司學術委員會主任,為公司持續培養和輸送技術人才。
中國鋰電池領域產學研開展了緊密合作。2014年,中國鋰電產業全球市場占有率超越日韓,登頂世界第一。曾經被國外“卡脖子”的技術,徹底變成中國領跑世界的優勢產業。這份成績背后,離不開陳立泉數十年的前瞻布局與持續攻堅。如今,以CATL為龍頭,一大批企業聯合發力,中國已經成為名副其實的鋰電池大國。
“重啟”固態 搶占技術新高
液態鋰電產業實現領跑后,年逾七旬的陳立泉沒有停下科研腳步,立足產業長遠發展、瞄準下一代技術變革,重新回歸固態鋰電池研發。
隨著新能源汽車普及,傳統液態鋰電池存在電解液易燃、能量密度逼近理論極限、低溫性能不足等瓶頸,固態電池憑借固態電解液的高安全及高能量密度優勢,被公認為下一代動力電池技術路線。但全球科研界長期無法攻克固固界面阻抗大、界面接觸失效這一共性難題,固態電池商業化進程緩慢。
2016年,陳立泉團隊在國際上創新性提出“原位固態化”技術路線,攻克固相界面傳導世界級難題,形成擁有完全自主知識產權的固態電池整體解決方案。基于這一技術,北京衛藍新能源在全球率先實現固態鋰電池規模量產,2023年量產的360Wh/kg動力電池支持蔚來汽車單次充電續航超1000公里。
如今,86歲的陳立泉,依然站在科研最前線,始終秉持純粹科研信仰與深沉家國情懷。他坦言,個人成長得益于國家培育,畢生科研只為報國圖強。他認為,真正的創新,是把隱性需求轉化為現實改變;優質新能源技術,不僅賦能產業升級,更支撐科技自立自強;科研致遠,貴在方向精準、勤勉堅守、團隊同心;國家科技崛起,從來都是幾代人接力奮斗的結果。
從一間破舊雞舍誕生國內首塊固態鋰電池,到支撐中國鋰電、新能源汽車產業登頂全球;從追趕日韓海外巨頭,到原創固態技術引領世界,陳立泉以五十載躬耕堅守,助力中國新能源寫下“從0到1”的跨越。
一生深耕,初心如磐。面對艱苦實驗條件、產業推廣屢屢碰壁、全球巨頭技術壓制,陳立泉從未動搖。科研路上,他堅持基礎研究與產業應用雙向并行,既沉心深耕前沿理論,又俯身扎根制造一線,打通“實驗室—生產線—市場”創新閉環,樹立產學研深度融合的典范;育人路上,他毫無保留分享研究成果,扶持青年科研人員、民營制造企業成長,不計個人名利,傾盡畢生力量培育產業生態。
如今,中國鋰電產業屹立世界前沿,固態電池技術開辟全新賽道,一代代青年科研人接續奔赴能源創新之路,便是陳立泉半生耕耘最好的答卷。(記者 姚美嬌 楊梓)
轉自:中國能源報
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