在世界各国逐鹿新能源车的今天,得锂电池者得天下。2023年6月,一块由我国自主研发的固态锂电池正式交付给电动汽车龙头企业,能量密度360Wh/kg,这是全球电动汽车行业的重要里程碑。为了这一刻,中国科学院物理研究所陈立泉院士带领团队“沉寂”了40年。
“我想转行研究超离子导体,据说可作汽车电池”,在德国访学时,36岁的陈立泉给物理所的领导写了一封信,申请转换研究方向。彼时的中国,自行车还远未普及,汽车更是可望不可即的奢侈品,但所领导看到了其中的潜力,爽快批准了这份申请。这不仅改变了陈立泉的人生,历史的航船,也从此开始转折。
蛰伏10年,第一批固态锂电池在物理所一间小屋诞生,但没有人欢呼、庆祝,因为他们知道,这只是迈出了第一步,电池能用得上才算成功。正要乘胜追击时,现实却给他们迎头痛击,全球锂电池研究陷入低潮,前路迷茫:继续还是放弃?谁来“领航”?物理所团队用行动给出答案,他们暂时“放下”还不成熟的固态锂电池,转而研发(液态)锂离子电池。1995年,物理所拿出了中国第一块A型锂离子电池,却被质疑:“有啥用”?
彼时,陈立泉已年过半百,银丝渐现,学成归国的年轻人黄学杰接过“重担”,“换赛道做产业化,能否得到更大支持?”中国科学院东拼西凑拿出80万元,让投资人感叹“看来中国科学院是真干!”在中国科学院和投资人的鼎力支持下,从设备到材料,中国实现完全自主,第一条18650圆柱形锂离子电池测试生产线建成,中国锂离子电池的商业化正式起航。一代材料决定一代电池,中国用了20年,打破国外锂离子电池原材料垄断。
陈立泉和黄学杰步履不停,“第一代跟跑、第二代并跑,到了第三代,我们能不能赶超、领先?”他们坚信,“三千越甲可吞吴”,一次会上,陈立泉与ATL(宁德时代前身)董事长张毓捷击掌盟誓,“中国锂电突围从ATL开始”。自此,政产学研合作势如破竹,如今,中国的锂离子电池国际市场占有率世界第一,产量和产能居全球第一,全球70%的锂离子电池,99%的正极材料磷酸铁锂由中国企业生产。
电动汽车关键的零件就是电池,而中国比任何国家都拥有更大规模的制造能力。随着技术突飞猛进,锂离子电池能量密度已接近极限,安全问题难以破解,再一次到了技术发展“十字路口”。美国寄希望于下一代高比能二次锂电池,日韩则在硫化物固体电解质研究方面技术领先,中国锂电如何保持领先世界?陈立泉心中早有设想:固态锂电池,其能量密度和安全性等优势都更高,这是40年前被搁置的“理想”,是时候再次向固态锂电池发起冲击了。
这次,他们信心十足,2019年,团队孵化的卫蓝新能源固态电池产品在能量密度、功率密度和安全性等均达到世界第一,团队来不及自豪,他们很快意识到,锂资源依赖进口致使供应链有风险,必须同时开发不依赖资源限制的电池体系,钠是一个极佳选择。
2017年,基于物理所团队,国内首家钠离子电池企业中科海钠成立,接连取得了好成绩,世界首座100千瓦时钠离子电池储能电站诞生,全球首套百万瓦时钠离子电池光储充智能微网系统成功投入运行,他们自信地说道,中国钠离子电池处于国际前列,已具备先发优势!
40余年来,材料更新、技术迭代,物理所打造了一个又一个电池新高地,不变的是一代代科研人员勇攀高峰、敢为人先,淡泊名利、潜心研究的精神血脉。84岁的陈立泉院士有这样的梦想:固态电池大干快上,引领电动中国,钠离子电池并驾齐驱,助推能源互联,“我们的目标一定会达到。”他目光笃定、步伐坚定。