央广网北京7月8日消息(记者朱敏)据中央广播电视总台中国之声报道,2025年度国家科学技术奖今天(8日)揭晓,最高奖授予中国工程院院士陈立泉、贲德。今天,我们来一起认识中国科学院物理研究所研究员,中国工程院院士,特种功能无机非金属材料专家,中国锂电池研究的开拓者、领路人陈立泉。

 

年过三旬的一次抉择

改变了个人 也改变了国家

对于站上我国科技领域的最高荣誉台,陈立泉的感言里唯独没有提到自己。

陈立泉说:“如果没有各级政府的领导,不可能有这个结果。没有团队,不可能有这样的结果。”

如今,新能源车在我国街头巷尾穿梭如织,撑起全球最大产销国的亮眼成绩。却鲜有人知,这股绿色产业浪潮的源头,要追溯到一位科学家近半个世纪前的一次人生转折。

德国访学时的陈立泉

1976年,36岁的陈立泉被中国科学院派往德国马克斯·普朗克固体研究所访学。公众开放日时,他的目光忽然定格在了桌上摆着的两块电池上:一个是只有扣子大小的氮化锂电池,一个是传统的铅酸电池。研究人员说,可别轻看这粒不起眼的小“纽扣”,它的能量比大块头的铅酸电池大得多。

陈立泉说:“那个德国朋友告诉我说,‘这个材料可不得了,将来可能去做电池,可以开汽车!’这一句话对我影响很大。”

陈立泉就读的初中在深山之中

这让陈立泉顿时动了心。要知道,他自小生长在四川深山,打开家门走不多远就是悬崖峭壁。好不容易凭借优异成绩考上百里之外的中学,学习却只能靠煤油灯。

陈立泉说:“整个初中都是煤油灯,我们把墨水瓶用完了、弄干了,里头灌上煤油,灯芯放里面,就是一盏煤油灯。”

后来学校有了铅酸电池,但太重不说,腐蚀性还强,一次溶液泄漏甚至烧坏了搬运工人的衣服。

陈立泉结束德国访学回国

过往的日子清晰如昨,陈立泉顿觉眼前这块小小的“纽扣”暗藏着点亮希望的无穷魅力。他立刻一纸“家书”向中国科学院物理所打报告请示,要转行!一个月后,物理所回信,“同意”。就这样,陈立泉开启了与锂电池长达半个世纪的“不解之缘”。访学仅一年多时间里,他连发4篇论文,基本掌握了固态离子学的关键知识。1978年,陈立泉信心满满,携所学新知回国。

陈立泉说:“这完全是新的(领域),当时国内都根本不知道什么叫固态离子学。这个东西很重要,可以用来做电池、开汽车。中国那个时候汽车那么少,我上大学才坐汽车,我就很敏感,觉得这对中国将是一个很重要的事情。”

立下的“军令状”如期兑现

中国锂电池实现从无到有

陈立泉给自己立下“军令状”:三年,国内立足;再三年,国际上有一席之地。目标很远大,可眼前的条件却是一穷二白。要设备?没有,就用废旧仪器改装;要住处?没有,就挤在旧鸡舍改建的平房里。

陈立泉回忆起那段时光:“困难时期,人都没肉吃,就弄了几间小平房养鸡,稍稍改一改就成了住房。我的房子里还有个电线杆子,一下大雨,水沿电线杆子往下漏。这些都不在乎,就是一心扑在工作上。”

几年后,他的“军令状”兑现了。1988年,中国第一块全固态锂电池诞生,尽管粗糙,却是中国锂电从无到有的里程碑。

陈立泉说:“专家组检查项目,我们就用这个电池放收录两用机给大家演示,当时专家就很认可我们的工作,认为我们工作还是做得不错的。”

陈立泉带领团队研制出中国第一块固态锂电池

正当陈立泉打算埋头研究如何将固态锂电池商业化时,来自日本的一则消息让他的内心掀起了惊涛骇浪。

陈立泉说:“1991年,索尼公司宣布锂离子电池产业化,给我们很大震动。国际上实际只有日本人做液态电解质。固态电池是固态,这个是液态,中间电解质不一样。”

陈立泉用借来的设备研制液态锂电池

“别人有了,我们不能没有!”陈立泉立马研究起了液态锂电池。制备电解质要用一种原料硫化锂,当时找遍整个中国都没有一家工厂生产,怎么办?要争先,就要敢冒险。陈立泉等不了了,决定自己做。

陈立泉说:“硫跟锂要反应,我都没想到那么剧烈。我把锂放在烧瓶上,准备了一米多长的玻璃管接上去,硫的粉末从上往下滴,底下把锂烧熔化了,如果落到皮肤上肯定要烧坏。当时科研条件还比较差,但是我们为了追赶国外。日本人老早就说要做出电池,但是一直在推迟,原因就是这个硫化物很难做。所以当时我们做出了第一块液体电解质的电池。”

1996年,陈立泉团队研制出中国第一块液态锂电池

推动锂电池技术产业化

中国锂电池从跟跑到领跑

液态锂电池终于研究成功了,该如何量产来检验它的价值?一路走来,陈立泉最不怕的就是白手起家,他立志要建立中国第一条锂电池生产线。缺原材料,自己合成;缺设备,四处借;专业人员匮乏,那就撸起袖子自己当工人。

陈立泉说:“整个原材料都是我自己去合成,配方都是我自己(调配),因为还需要保密,别人都不知道。第一批电池就是这么做出来。老楼的电梯只能进两个人,设备进不去,要用人工把它从一层搬到四层去,用钢绳去卷(着设备),到二楼、三楼的时候断了,还好它跑歪了,要不然我们后面三个人可能都要砸伤。”

团队原创的纳米硅碳负极材料三代结构设计

1998年,我国第一条锂离子电池中试生产线建成,我们终于有了自己的锂电池!陈立泉还带领团队在国际上首次提出用纳米硅作为锂离子电池核心负极材料,并申请该领域首个专利。从第一代“鱼皮花生结构”,到了第三代“火龙果结构”。

陈立泉说:“做‘火龙果结构’,怎么样找一种碳材料,能够把纳米硅均匀地放到材料里,实际上是很难的一个工作。现在这个生产已经产业化了,而且容量是相当高。它是很稳定的,膨胀、收缩都没关系。”

攻克世界级技术难题

致力于“电动中国”梦想

2014年,中国锂电池产量超过日韩,跃升世界第一。随着液态锂离子电池发展遇到瓶颈,陈立泉带领团队转头又啃起了固态电池研究的硬骨头。然而,当时国际顶尖的固体物理学家已经断言“要造固态电池不可能”,因为界面无法有效导电。可偏偏陈立泉说,“别人没有的,我们也要有!”

陈立泉说:“固体电解质跟正极界面、负极界面都有缝隙,锂离子怎么样穿过去?我们就想出一个办法,就是原位固态化。让这个膜生成一种固体,就像鸡蛋一样,(常态下)是液态,一加热就变成了固态,把界面的问题解决了。”

陈立泉与学生在实验室合影

固相界面的世界难题就这样迎刃而解。陈立泉团队全球率先开发出了具有我国自主知识产权的核心技术,形成了固态电池整体解决方案。若问这样核心的专利能产生多大收益?陈立泉摇摇头,他在意的,一直都只是能否把“最先”刻在全球锂电池技术的里程碑上。

陈立泉说:“很多人都在学我们这个‘原位固态化’技术,我们申请了专利,也不会去收专利费。有人问我,‘你们的专利卖了多少钱?’实际上我们根本不考虑这个问题,只要国家能够用上这个专利,发挥重要作用,收多少钱不是我们追求的目标。”

从追赶到跟跑、从跟跑到并行、从并行到领跑,中国锂电池发展的每个关键节点,都有陈立泉深耕的足迹。耄耋之年,陈立泉仍活跃在科研一线,指导钠离子电池等新技术研发。他眼中的“电动中国”是等待被点亮的征途。

编辑:付可
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