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7月8日,2025年度國家科學技術獎揭曉,共評選出258個項目和11名科技專家,中國科學院物理研究所陳立泉院士和中國電子科技集團有限公司賁德院士獲國家最高科學技術獎。
陳立泉院士是我國鋰電池領域的奠基人、開拓者(參數丨圖片)和引領者。他讓中國鋰電池從一無所有,走到了全球第一。近半個世紀的堅守,三次關鍵“闖關”,每一項都足以改寫中國新能源產業的命運。
從“雞窩”里走出的中國第一塊鋰電池
1976年,36歲的陳立泉由中國科學院公派前往德國馬普協會固體所訪學,從事晶體生長研究。一次實驗室開放日,櫥窗里一枚紐扣大小的氮化鋰電池徹底改變了他的人生軌跡。
“電池材料是氮化鋰,體積小巧、儲能高效、安全性強,和國內笨重的鉛酸電池相比,完全是跨時代的產品。”陳立泉敏銳地意識到,這種電池未來可能應用于儲能和電動汽車,將徹底改變能源格局。
彼時的中國,鋰電研究是徹底的空白——沒有一篇相關論文,沒有一支研究團隊。身邊同行勸他“別冒險”,但他想得更遠:“能源是國家發展的命脈,新型電池必將是未來強國必備的核心技術。”
他當即給中國科學院物理研究所寫信,申請改變研究方向,轉向固態離子學:“我想轉向研究超離子導體。目前整個馬普固體所幾乎都在研究氮化鋰,據說可用來制造汽車的動力電池。”獲得批準后,原本一年的晶體生長任務,他五個月就高效完成,擠出所有時間鉆研電池新技術。
1978年學成歸國,陳立泉正式放棄了深耕十余年的晶體材料研究,從零開始專攻鋰電池。沒有專項經費,沒有專業實驗室,甚至連基礎實驗原料都買不到。他帶著幾名年輕學生,在一處閑置的老舊雞舍里創立了中國第一個固態離子學實驗室。
雞舍低矮潮濕,屋頂漏雨、地面積水,墻角常年長著青苔。就在這樣的環境里,陳立泉帶著團隊日復一日地攻堅。“外國人能做的,我們中國人一定也能做。我們慢一點、苦一點沒關系,只要不停下,就有希望。”陳立泉給自己定下六年目標:三年站穩腳跟,三年追趕國際。
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陳立泉親手制作的固態鋰電池
1988年,中國第一塊固態鋰電池在物理所誕生。這塊僅有手掌大小、外觀漆黑的電池,是陳立泉親手“搓”出來的。后續在“863”計劃儲能材料項目的驗收會上,它成為一臺收錄兩用機的供能來源,“現場專家都很認可我們的工作,認為這塊電池達到了世界領先水平。”
從此,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技術的局面。
中試線與專利戰,讓中國鋰電“站得住”
固態鋰電池雖然研制成功,但材料體系、電芯設計、制造工藝都不成熟,難以在短期內實現商業化。1991年,日本索尼公司宣布液態鋰離子電池開始商業化,搶占全球市場先機。
“別人有了,我們不能沒有。”陳立泉迅速調整研發方向,轉向液態鋰離子電池研究。
當時,國內連原材料都沒有工廠能生產。陳立泉團隊自己合成原料、親手調試設備。課題組所有科研人員都成了“生產線上的工人”,在北京的實驗室里摸爬滾打。
一次,一臺又大又重的設備進場時鋼絲繩突然斷裂,設備順著樓梯快速下滑。年過五旬的陳立泉第一個沖上去,用肩膀死死頂住下滑的設備。“墻體和樓梯都撞壞了,但設備毫發無損。”
1998年,我國第一條鋰離子電池中試生產線正式投產,年產20萬只18650型鋰離子電池。依靠自制設備、國產原材料和自主技術,這條生產線解決了規模化生產鋰離子電池的主要技術和工程問題。中國鋰電產業化的大門,從此打開。
但產業化只是第一步。真正讓中國鋰電“站得住”的,是一場硬仗。
2008年,加拿大魁北克水電公司磷酸鐵鋰正極表面包炭專利在中國獲授權,該公司提出每噸材料專利使用費為2500美元。危急關頭,陳立泉團隊依托中國科學院物理研究所數十年技術研發積累,憑借在磷酸鐵鋰摻雜改性等方面的自主專利發起反擊,最終該公司的專利被判決無效,中國企業免交了這筆巨額專利費。
磷酸鐵鋰、鈷酸鋰……一系列關鍵材料的專利壁壘被逐一突破。中國鋰電產業自主可控的技術體系由此構建。
2014年,中國鋰電產能、產量躍居全球第一。如今,全球超七成鋰電池產自中國,中國新能源汽車產銷量連續10年保持全球第一。
從跟跑到領跑,陳立泉用了將近40年。
再戰固態與鈉電池,為下一代技術“搶跑”
液態鋰電池登頂全球之后,陳立泉沒有停下來享受掌聲。他看到了新的隱憂:液態鋰電池能量密度已逼近天花板,安全事故時有發生,鋰資源也并非取之不盡。
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“中國要實現彎道超車,必須發展固態鋰電池。”曾因條件不成熟而被擱置的固態鋰電池,再度被提上日程。
2016年,陳立泉和學生李泓等人創新性地提出了“原位固態化”技術路線。他們發現,液態電解質可以通過電化學反應轉化為固態電解質。這一發現,在國際上率先解決了固固界面的世界性難題。
2023年,陳立泉團隊利用原位固態化技術路線研發并商業應用了固態鋰電池。固態電池,這個被行業視為最具潛力的“下一代動力電池”,在中國率先邁出了從實驗室到市場的關鍵一步。
與此同時,陳立泉把目光投向了鈉電池。他的邏輯很清晰:地殼中鋰的含量只有0.0065%,而鈉的含量高達2.75%。隨著交通全面電動化,鋰資源短缺是必然趨勢,鈉電池是戰略備選。他推動鈉電池從原始創新走向規模化應用,為我國在新一代電池技術領域贏得了戰略主動。
在陳立泉的構想中,“電動中國”絕非局限于電動汽車,而是覆蓋軌道交通、船舶、航空的全域電動化圖景,是保障國家能源安全、推動綠色低碳發展的強國藍圖。
從實驗室到產業一線,薪火相傳
陳立泉的弟子名錄,幾乎就是半部中國鋰電產業的“名人錄”。中國科學院物理研究所研究員黃學杰、李泓、胡勇勝等一批頂尖科研人才,以及寧德時代董事長曾毓群等多名電池領域的企業家,都曾師從陳立泉。陳立泉培養了這些在中國鋰電池行業擔當中流砥柱的科學家與企業家。
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陳立泉與團隊學生合影
曾毓群與陳立泉的師徒緣分始于2002年。那一年,曾毓群進入中國科學院物理研究所攻讀博士學位,主攻鋰離子電池研究。2006年,曾毓群獲得博士學位。這段求學經歷,深刻影響了他后來的創業之路。
據公開報道,陳立泉作為寧德時代早期的重要技術顧問,為寧德時代提供了關鍵的技術支持和戰略指導。自2009年起,寧德時代與中國科學院物理研究所共建實驗室,圍繞固態電池、鈉離子電池等前沿技術開展聯合攻關。
曾毓群曾感慨:“寧德時代成立之初,企業規模尚小,技術水平較低,幸好有陳老師不辭辛勞提供技術指導。”他進一步表示,陳立泉“不僅親自提供技術指導,更為寧德時代及整個行業培養輸送了眾多核心人才”。
胡勇勝2001年進入物理所攻讀博士,師從陳立泉。胡勇勝曾概括團隊的氛圍:“電池團隊凝聚力非常強,是因為陳老師凝聚力很強,大家能在此相互協作,各自發揮所長,合作頻繁。”這種凝聚力,讓物理所的電池研究團隊在鋰電池、固態電池、鈉離子電池等多個方向上齊頭并進,形成了國內乃至國際上都少有的“集團軍作戰”優勢。
“能源強國”是“十五五”規劃綱要中16個強國目標之一。對于“電動中國”的圖景,陳立泉還有許多設想。“還有很多工作需要做。”陳立泉感慨道,“我這輩子完不成的,希望年輕人能繼續做下去。”
2025年度國家最高科學技術獎,頒給了這位86歲的老人,而他身后,一支跨越三代人的科研隊伍,正沿著他開辟的道路繼續向前。這不是一個人的功勞簿,這是一個團隊、一所研究所、一個國家從能源貧弱走向能源自主的奮斗史。
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