朱啟
陳立泉是我國第一位研究鋰電池材料的科學(xué)家。他率先建設(shè)了我國第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線,是推動我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的開創(chuàng)者。近年來,他又力推電動汽車,曾預(yù)言2050年中國路面上所有奔跑的機動車將多是電動汽車。
第一個“吃螃蟹”的人
1964年,陳立泉畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)技術(shù)物理系。同年被分配到中國科學(xué)院物理研究所從事晶體材料研究工作。在十年“文革”動亂局面結(jié)束后的1976年12月底,他被中科院派遣到西德馬普協(xié)會固體所進修。
陳立泉院士
在那里,他第一次接觸到可以做固態(tài)鋰電池的超離子導(dǎo)體材料Li3N。此時,陳立泉敏感地認識到這將對中國乃至世界產(chǎn)生重大影響。
他便果斷向國內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)遞交申請,由原先的晶體生長研究方向,轉(zhuǎn)行去做超離子導(dǎo)體研究,很快得到領(lǐng)導(dǎo)批準并得到導(dǎo)師同意,從此他便與鋰電池結(jié)下了大半生的不解之緣,成為中國鋰電領(lǐng)域第一個“吃螃蟹”的人。
2014年清潔能源重點實驗室學(xué)術(shù)委員會議間隙,陳立泉院士與姚建年院士等交談??? ,
1978年學(xué)成回國后,在中科院和物理所領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下,陳立泉成立了該領(lǐng)域的第一個固體離子學(xué)實驗室,從而繼續(xù)著與鋰電池有關(guān)的固體離子學(xué)及其在能源中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究工作。在“六五”、“七五”和“八五”期間,中科院都把固態(tài)離子導(dǎo)電材料和固態(tài)鋰電池列為重大項目,給予了持續(xù)支持。
1987年,我國啟動了863計劃,在儲能材料項目中,將固態(tài)鋰電池列為“七五”重點項目。該項目組下設(shè)12個課題組,選派陳立泉擔任項目組總負責(zé)人?;仡櫘敃r的情景,陳立泉說:“當年的基礎(chǔ)研究為我國目前成為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)大國作了知識儲備、技術(shù)儲備和人才儲備,為我國將來能成為電動汽車產(chǎn)業(yè)大國鋪平了道路”。
在努力進行理論研究并推廣鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的同時,陳立泉又分別在1985年、1990年和1992年去往法國科研中心波爾多固體化學(xué)研究所、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)和日本東京工業(yè)大學(xué)擔任過客座教授,大大促進了我國鋰電池材料研究同西方國家在專業(yè)技術(shù)上的交流與合作。
固態(tài)電池發(fā)展方向的“指南針”
2014年,陳立泉在“2014高工鋰電年會”上作了關(guān)于“鋰電池生存法則:前瞻性的戰(zhàn)略眼光”的主題演講。在會上,他詳細的論述了有關(guān)世界鋰電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)的格局和下一代電池材料和技術(shù)的創(chuàng)新研究機會,并從宏觀和微觀多角度給中國鋰電池企業(yè)提出了切實可行的建議。
他提出,當前鋰電池市場需求正快速擴張,技術(shù)發(fā)展日新月異,世界鋰電池技術(shù)格局已見雛形。美國寄希望于鋰硫、鋰空等下一代高比能量二次鋰電池,同時希望在下一代鋰電池硅基負極和層狀多元過渡金屬氧化物材料領(lǐng)域取得突破。而日本、韓國的鋰電產(chǎn)業(yè)由于技術(shù)領(lǐng)先、知識產(chǎn)權(quán)積累深厚,在保持優(yōu)勢的同時在不斷開拓創(chuàng)新。
相比之下,中國鋰電產(chǎn)業(yè)雖然經(jīng)過十多年的發(fā)展,目前已經(jīng)形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,但在高端電池、自主裝備及對下一代電池技術(shù)的把控上,尚與歐美日韓存在一定差距。在國家大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)、動力電池快速放量之際,中國鋰電池企業(yè)如何行動,關(guān)乎生死。
為此,陳立泉建議:“鋰電池企業(yè)應(yīng)盡快與研究單位和原材料企業(yè)合作,解決應(yīng)用新的電池材料及電池體系的科學(xué)技術(shù)和工程問題,在短期內(nèi)生產(chǎn)出高能量密度的合格電池產(chǎn)品。同時還要打破對國外裝備和技術(shù)的迷信,要加強對國內(nèi)設(shè)備制造公司的支持力度,引進、消化吸收、再創(chuàng)新,或者組織工程技術(shù)人員進行技術(shù)和工程創(chuàng)新,盡快用先進國產(chǎn)設(shè)備武裝鋰電企業(yè),增加我國鋰電產(chǎn)品的國際競爭力?!?/p>
他還特別提到:“下一代鋰電池應(yīng)是全固態(tài)鋰電池。要從材料研究、生產(chǎn)到應(yīng)用,再到電芯設(shè)計、制造以及設(shè)備全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化,縮短研發(fā)周期,爭取5年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?!蓖瑫r,他進一步指出:“如果我們將全固態(tài)鋰電池問題攻克了,再去做鋰硫、鋰空電池,相關(guān)技術(shù)難題就會迎刃而解。”
陳院士的電動汽車大國夢
中國電動汽車的研究,最早可追溯到20世紀40年代的抗戰(zhàn)時期。早在1958年,清華大學(xué)就研制出新中國第一款電動汽車;1970年,我國又組織了Na/S電池電動汽車會戰(zhàn);到1975年,我國制作的可乘坐4人的電動汽車完成了從上海靜安寺到嘉定的路演。“可以看出,我國電動汽車有著得天獨厚的開發(fā)歷史和良好傳統(tǒng),我們應(yīng)該傳承下去?!标惲⑷J為。
2016年10月,陳立泉院士獲國際汽車鋰電池協(xié)會終身成就獎
2006年,中國工程院啟動了《中國石油需求的遠景展望與替代戰(zhàn)略研究》,陳立泉是“電動力替代燃料專題組”組長。在咨詢報告中陳立泉指出:“燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化前景尚難預(yù)料, 混合動力車在技術(shù)上和經(jīng)濟上不具備與日美競爭優(yōu)勢。只有全新的鋰離子電池電動車才是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機遇。應(yīng)充分發(fā)揮我國自身的技術(shù)、資源和市場優(yōu)勢,在5~10年內(nèi)實現(xiàn)鋰離子電池電動車的產(chǎn)業(yè)化,使之成為我國經(jīng)濟新的增長點,這樣不僅可以解決我國建設(shè)全面小康社會面臨的能源安全問題,而且可以實現(xiàn)我國汽車工業(yè)乃至城市交通行業(yè)的跨越式發(fā)展,同時還能獲得節(jié)能和環(huán)保的雙重效益”。
為此,陳立泉提出了自己的“電動汽車大國夢”,并強調(diào)應(yīng)分為三個步驟來實現(xiàn):2020年,電動汽車保有量1000萬~1500萬輛(占全國汽車總量的7%~10%);2030年,全部新增汽車為電動汽車(占全國汽車總量的43%);2050年,所有中國公路上行駛的汽車全部改為電動汽車。
他還進一步指出了中國發(fā)展電動汽車具有三大優(yōu)勢:首先,我們的鋰資源比較豐富;其次,技術(shù)優(yōu)勢上,我們從上世紀90年代初就開始電動汽車的研制,跟西方發(fā)達國家是在同一個起跑線上。同時,電動汽車是用稀土材料來做電機,我國稀土的合金在世界上是產(chǎn)量第一的;第三是市場優(yōu)勢,中國人對汽車的需求主要是一種出行時候的代步工具,不像一些歐美的家庭習(xí)慣于講舒適、開大車。這是對電動汽車發(fā)展非常有利的市場環(huán)境。可以期待,電動汽車將繼高鐵之后,走向世界。
陳立泉院士在第26次科學(xué)與技術(shù)前沿論壇上作專題學(xué)術(shù)報告
相信到2050年的中國,必定會天更藍、路更闊。陳立泉院士的電動汽車大國夢,也就是我國廣大青少年殷切期待的美好未來!
陳立泉小傳
陳立泉(1940年3月29日-),出生于四川省南充市。著名功能材料學(xué)家,中國工程院院士。1964年畢業(yè)于中國科技大學(xué)技術(shù)物理系,同年到中國科學(xué)院物理研究所工作至今。曾任亞洲固體離子學(xué)會副主席,中國材料研究學(xué)會副理事長,2004年至今任中國硅酸鹽學(xué)會副理事長。
主要從事鋰電池及相關(guān)材料研究,在中國首先研制成功鋰離子電池,解決了鋰離子電池規(guī)?;a(chǎn)的科學(xué)、技術(shù)與工程問題,實現(xiàn)了鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化。近年來,開展了全固態(tài)鋰電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、室溫鈉離子電池等研究,為開發(fā)下一代動力電池和儲能電池奠定了基礎(chǔ)。曾獲國家自然科學(xué)獎一等獎、中科院科技進步獎特等獎和二等獎,2007年獲國際電池材料協(xié)會終身成就獎。
(責(zé)任編輯/王茜)