中國粉體網訊 陳立泉，世界著名功能材料學家，中國工程院院士。主要從事鋰電池及相關材料研究，在中國最先研制成功鋰離子電池，解決了鋰離子電池規(guī)模化生產的科學、技術與工程問題，實現了鋰離子電池的產業(yè)化。曾獲國家自然科學獎一等獎、中科院科技進步獎特等獎，2007年獲國際電池材料協會終身成就獎等。
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緣起：被一種叫作氮化鋰的材料所吸引
上個世紀70年代，正是國外固態(tài)電池研究剛剛起步的時候，陳立泉當時被中國科學院派遣到德國斯圖加特馬普協會的一個研究所去進修，在那里，他發(fā)現幾乎全所的人員都在研究一種叫作氮化鋰（分子式：Li3N）的材料。
正當他納悶的時候，所里的一位同事告訴他，屬于離子導體的氮化鋰，能用于制造驅動汽車的固體電池。陳立泉猶如發(fā)現了新大陸，從此由自己的晶體學專業(yè)轉入了固態(tài)電池這一初露曙光的領域。
奠基：為我國鋰電研究與生產提供知識、技術、設備和人才
1978年，當陳立泉返回中國后，他繼續(xù)研究與固態(tài)鋰電池及其應用有著密切關系的固態(tài)離子學，同時他也積極地請求國家重視固體電解質材料領域。
兩年之后，中國科學院物理研究所成立了固態(tài)離子學實驗室，成為中國第一個該領域的實驗室。中國科學院“六五”和“七五”（1980-1990）先后將快離子導體和固態(tài)電池列為重點課題。科技部于1987年的第一個“863”計劃也將固態(tài)鋰電池列為重大專題。
在此期間，陳立泉團隊研究了固溶體離子導體、非晶態(tài)快離子導體、加成化合物離子導體、聚合物離子導體、復合離子導體等一系列材料。
回顧這段經歷時，陳立泉認為，中科院和科技部支持的快離子導體和固態(tài)電池的研究為我國鋰離子電池的研究和生產提供了知識、技術、設備和人才。
在20世紀90年代，陳立泉團隊不僅完成了固態(tài)鋰電池相關材料的研究，而且也研發(fā)出了電池充放電的設備。在“863”計劃項目的審查期間，展示了由固態(tài)鋰電池作為電源的收音機和錄音機。首個“863”項目的成果展覽陳列了一些使用自制的涂料繞線機和其他自制設備制備的固態(tài)電池。
轉向：開創(chuàng)中國鋰離子電池商業(yè)化的時代
當日本索尼公司于1990年宣布鋰離子電池成功商業(yè)化時，絕大多數致力于固態(tài)鋰電池研究的我國科研工作者都競相開始研究液態(tài)電解質的鋰離子電池。
2000年前后，陳立泉院士實驗室相繼研究了鋰離子電池材料和電池技術、工程問題以及納米離子學，并將理論計算與實驗結果結合起來。在此期間，他們依靠自制的設備、國產原材料和自己研發(fā)的技術，完成了第一條18650圓柱型鋰離子電池的測試生產線，年產量20萬支電池。1999年成立的北京星恒電池有限公司，標志著中國正式實現了鋰離子電池的商業(yè)化。
同時期，陳立泉院士團隊還做出了多項創(chuàng)造性的成果，其中就包括納米硅負極材料�，F在國際上普遍認為納米硅是新一代的鋰離子電池負極材料。然而，早在1997年，陳立泉院士團隊就首次提出用納米結構的硅作為高容量負極材料，并花費十多年時間研究了納米硅的儲鋰機制�？梢哉f，納米硅是唯一一種在中國提出并發(fā)展的鋰離子電池負極材料。
此外，陳院士在鋰離子電池中開創(chuàng)的理論計算，令筆者感到與眾不同，陳立泉院士團隊曾計算了1172種電化學儲能體系的理論能量密度來篩選合適的材料，并基于這些結果，提出了一種可再充電池發(fā)展的技術路線。陳院士由此認為，從重量能量密度考慮，鋰空氣電池將會成為電動汽車的終極可再充電池。
突圍：國產動力鋰電池全球市場占有率第一
從某種程度而言，中國較早期的鋰離子電池商業(yè)化，極大地得益于20世紀90年代期間陳立泉院士開創(chuàng)性的成果及其累積的經驗，由于他們廣泛使用自制的設備，大大降低了鋰離子電池的價格，因而有力地促進了中國鋰離子電池產業(yè)躍居世界前三位。
在2010年的一次演講中，陳立泉院士分析了當時鋰電的全球市場情況。那時的日本和韓國正在爭奪全球市占率霸主的地位，而中國卻落在后面。于是，陳立泉院士焦急地向鋰電全產業(yè)拋出了一個問題：“中國鋰電如何突圍？”
就在那一年的《新材料產業(yè)》上，師昌緒、楊裕生、陳立泉，三院士聯合發(fā)表了《我國鋰離子電池產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)》一文，其中一段話擲地有聲：
“靠用日本人的設備、材料和技術，怎能和日本競爭？我們相信，只要我國新材料學界和產業(yè)界共同努力，完全能夠滿足鋰離子動力電池對所需材料的要求；我國工程技術專家、設備制造企業(yè)與電池制造企業(yè)密切合作攻關，就能夠提供一致性高、安全性好的電芯和符合電動汽車標準的電池組�！�
之后不久，CATL等一批國內鋰電企業(yè)強勢崛起，乘著國家補貼政策的東風，中國的動力鋰電池一路蓬勃發(fā)展，不到5年時間，世界市場占有率就超過了韓國，成為了世界第一。
隱憂：補貼退坡之后有無可能被韓日反超？
隨著2019年新能源汽車補貼政策于6月25日結束“過渡期”，新能源汽車補貼準入門檻提高，補貼也出現較大幅度“退坡”。在近日接受記者采訪時，陳立泉院士表達了這樣的隱憂：補貼浪潮褪去后，會不會有可能被韓國、日本再反超，這是我們都需要重視的一個問題。
他認為，退補就等于世界各國站在了同一起跑線，大量的國外鋰電品牌將進入到我國，屆時將會對本土電池企業(yè)產生一定的壓力。雖然道路可能漫長而曲折，但是陳院士堅信：未來我國的電池企業(yè)一定可以成為“領跑者”。
預測：固態(tài)電池在2020年實現產業(yè)化的可能性非常高
早在五年前，陳立泉院士就提出一個觀點：固態(tài)電池要用5年時間實現產業(yè)化，也就是2020年實現產業(yè)化。在近期接受采訪中，陳院士依然認為固態(tài)電池在2020年實現產業(yè)化的可能性是非常高的。目前國內成立的幾家正在沖刺產業(yè)化的固態(tài)電池企業(yè)，陳院士表示都有所了解，同時他認為目前固態(tài)電池正處于產業(yè)化的初期階段。
堅信：未來一定是固態(tài)電池的天下
在陳院士看來，雖然現在是多種電池并舉的情況，且都有各自的優(yōu)缺點，但未來一定是固態(tài)電池的天下。從現狀來看，日本、韓國以及歐美國家都在制定戰(zhàn)略支持發(fā)展固態(tài)電池，若要在未來固態(tài)電池市場中占據主導地位，形勢刻不容緩。
陳院士認為，提前布局固態(tài)電池不僅是中期考慮，也是為更長期的發(fā)展戰(zhàn)略考慮。從中期來看，鋰離子電池的安全性和能量密度問題是亟須要解決的，固態(tài)鋰電池有望是解決這兩大難題的終極方案；從更長期的發(fā)展戰(zhàn)略考慮，未來的鋰/硫電池和鋰空氣電池采用固體電解質有望解決金屬鋰負極的穩(wěn)定性難題。
總而言之，固態(tài)鋰電池是未來可再充電池技術的核心，陳院士認為，抓住第一機會才能掌握主動權，之前我們很大程度上在跟隨國外的發(fā)展，但是如果我們較早地開始固態(tài)鋰電池的研究，那么我們將會在這個領域處于領先地位。
40年來我國在固態(tài)鋰電池研究方面的積累為今天固態(tài)鋰電池的研究和產業(yè)化提供了寶貴的經驗和借鑒。陳立泉院士認為，目前是我們實現固態(tài)電池領跑的難得機遇。這一目標能否實現，在很大程度上依賴于政府主管部門的大力支持，也依賴于廣大科技工作者和工程技術人員通力合作，去解決一系列基礎科學問題和工程技術問題，同時也特別希望資本運營企業(yè)能夠把固態(tài)電池這一類國家急需的技術作為新的投資方向，使研究成果更快產業(yè)化。
最后，讓我們一起重溫陳院士在《四十年固態(tài)鋰電池——回顧與展望》結尾處的愿望與決心：”我們的目標一定要達到，我們的目標一定能夠達到！”
讓我們側耳傾聽，來自2020年——中國固態(tài)鋰電池的佳音。
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參考資料：
陳立泉：靜候中國固態(tài)電池“領跑”佳音；清新電源，2019
陳立泉：固態(tài)金屬鋰電池研發(fā)四十周年；國家科學評論，2017
陳立泉：四十年固態(tài)鋰電池——回顧與展望；儲能科學與技術，2016
陳立泉，加強材料原始創(chuàng)新實現鋰電突圍；新材料產業(yè)，2011
中國工程院陳立泉院士蒞臨清陶考察指導工作；清陶發(fā)展，2017
中國鋰電研究第一人——陳立泉院士；中國粉體網，2018
師昌緒，楊裕生，陳立泉，我國鋰離子電池產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)；新材料產業(yè)，2010
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