陈立泉：国家需要什么，我就做什么

50年前，陈立泉开启了中国锂电池研究之路。50年里，中国锂电池从跟跑、突围到领跑，走过了艰难曲折的求索之路。

“中国锂电池在市场占有率、产量上已是世界第一，我现在最担心的是如何保持第一，因为大家都在追。”如今，86岁的陈立泉仍然坚持每天工作8小时，研判中国锂电池的发展态势，思考下一步突破路径。

一次参观让他萌发了转换研究方向的念头

陈立泉和电池的缘分，要从1976年讲起。那一年，36岁的陈立泉被派往德国马克斯·普朗克固体研究所访学。

一天，在马普固体所公众开放日参观时，陈立泉被展台上一粒纽扣大小的氮化锂电池深深吸引。这粒电池看起来很轻巧，与旁边笨重的铅酸电池形成鲜明对比。

经过询问，陈立泉了解到，氮化锂是一种离子导电材料，用它制造的固态电池，能量密度远高于铅酸电池，未来极有可能应用于电动汽车领域。他敏锐地意识到，国家未来发展肯定需要这种新材料，随即萌生了改变研究方向的念头。

转机出现在1977年。当时，中国科学院派出代表团访问德国，代表团成员中正好有陈立泉昔日的领导郝柏林。一次傍晚散步时，陈立泉向老领导吐露心声：“我最近接触到一个新方向，不知道能不能转向这个领域？”他详细介绍了固态离子学和锂离子电池的研究前景。

郝柏林当即表态：“可以改，应该做这方面研究。”这句肯定的答复让陈立泉下定决心，他很快给物理所领导写信申请转换研究方向。大约一个月后，物理所回信“同意”。

研制出第一块固态锂电池后果断专攻液态锂离子电池

1978年8月，陈立泉学成归国。在物理所的支持下，他牵头组建了国内首个固态离子学实验室，并立下“军令状”：“三年国内立足，三年国际上有一席之地”。

“那时候，物理所的地方很紧张，所里就把原来养鸡的房间给了我们做实验室。”陈立泉说。就是在这间简陋的鸡舍中，他带领团队开启了国内锂电池基础研究和技术攻关之路。没有设备，他们就手工制作；没有资料，就熬夜翻译外文文献。

在中国科学院的体系化支持下，陈立泉团队经过近十年的艰辛探索，于1988年成功研制出我国第一块固态锂电池。

就在此时，全球锂电池技术方向发生转变。20世纪90年代初，日本索尼公司率先实现液态锂离子电池商业化。陈立泉果断决定：“先放下固态锂电池的研究，转攻液态锂离子电池。”

终于，1998年，他们建成了一条年产20万支18650型液态锂离子电池的中试生产线，解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，产品性能和成品率都处于当时国际先进水平。

两年后，陈立泉受邀以特别顾问身份参与宁德时代新能源科技股份有限公司（CATL）的前身——新能源（香港）科技有限公司（ATL）的创办。

2014年中国锂电就实现了突围。如今，在CATL等企业带动下，我国锂电池全球市场份额已连续多年位居世界第一。

基础研究让中货中企有了抗击洋货洋企的底气

在发展产业的同时，陈立泉始终坚持基础研究，努力实现原材料创新突破。

拿磷酸铁锂来说，国外公司的办法是在磷酸铁锂颗粒表面包一层碳，让电子能跑起来，并为此申请了专利。

陈立泉从材料的微观结构开始研究，发现它是一种“一维”离子导体。顺着这个基础认识，他和学生黄学杰提出了新方案：在铁位置上掺杂极少量的钠。计算结果显示，电子电导率提升了整整7个数量级，材料自身的导电问题从根上被解决了。

2004年，他们为这项原创技术申请了专利，打破了国外原始专利对磷酸铁锂材料的垄断。如今，磷酸铁锂以低成本占据近80%的市场份额，与这场釜底抽薪的胜利密不可分。

同样的思路也用在钴酸锂上。这种材料能量密度最高，但有个致命弱点：充电电压超过4.2伏，氧原子就往外跑，电池迅速衰减。

陈立泉团队从基础原理出发，早在2001年就拿出了方案，给钴酸锂颗粒穿上一层纳米级氧化铝“铠甲”。这层膜薄能让锂离子自由穿过，却死死拦住氧原子。

2011年，比利时优美科公司起诉中国企业侵权，中国企业反击的证据，正是这件更早的“纳米铠甲”专利。面对更早的专利证据，优美科公司选择庭外和解，没再提收专利费的事。

重新研究固态电池，率先解决了世界难题

就在液态锂离子电池产业蓬勃发展之际，2013年，陈立泉却将目光转回了他梦想开始的地方——固态电池。

“目前液态锂电池的能量密度已逼近极限，安全性也存在不足，这些都严重制约了其进一步发展。”陈立泉深知，只有啃下固态锂电池这个硬骨头，中国锂电池产业才能保持领先优势。

功夫不负有心人，2016年，陈立泉等人创新性提出原位固态化技术路线，率先解决了世界难题，形成了固态电池整体解决方案。

“这是创新性很强的研究，就像中国锂电池是由跟跑到领跑，最终我们希望固态电池也全面领跑。”陈立泉说。

2023年，陈立泉团队研发的全球量产能量密度最高的固态动力电池，成功应用于新能源汽车，同时，全球首套兆瓦级固态储能系统实现示范运行。

正是因为在电池研究方面的一系列杰出贡献，陈立泉获得了国家最高科学技术奖。

（信息来源：新华社，科技日报、央视新闻、中国科学报、南京日报微信公众号）

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