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7月8日,2025年度国家科学技术奖揭晓,共评选出258个项目和11名科技专家,中国科学院物理研究所陈立泉院士和中国电子科技集团有限公司贲德院士获国家最高科学技术奖。
陈立泉院士是我国锂电池领域的奠基人、开拓者(参数丨图片)和引领者。他让中国锂电池从一无所有,走到了全球第一。近半个世纪的坚守,三次关键“闯关”,每一项都足以改写中国新能源产业的命运。
从“鸡窝”里走出的中国第一块锂电池
1976年,36岁的陈立泉由中国科学院公派前往德国马普协会固体所访学,从事晶体生长研究。一次实验室开放日,橱窗里一枚纽扣大小的氮化锂电池彻底改变了他的人生轨迹。
“电池材料是氮化锂,体积小巧、储能高效、安全性强,和国内笨重的铅酸电池相比,完全是跨时代的产品。”陈立泉敏锐地意识到,这种电池未来可能应用于储能和电动汽车,将彻底改变能源格局。
彼时的中国,锂电研究是彻底的空白——没有一篇相关论文,没有一支研究团队。身边同行劝他“别冒险”,但他想得更远:“能源是国家发展的命脉,新型电池必将是未来强国必备的核心技术。”
他当即给中国科学院物理研究所写信,申请改变研究方向,转向固态离子学:“我想转向研究超离子导体。目前整个马普固体所几乎都在研究氮化锂,据说可用来制造汽车的动力电池。”获得批准后,原本一年的晶体生长任务,他五个月就高效完成,挤出所有时间钻研电池新技术。
1978年学成归国,陈立泉正式放弃了深耕十余年的晶体材料研究,从零开始专攻锂电池。没有专项经费,没有专业实验室,甚至连基础实验原料都买不到。他带着几名年轻学生,在一处闲置的老旧鸡舍里创立了中国第一个固态离子学实验室。
鸡舍低矮潮湿,屋顶漏雨、地面积水,墙角常年长着青苔。就在这样的环境里,陈立泉带着团队日复一日地攻坚。“外国人能做的,我们中国人一定也能做。我们慢一点、苦一点没关系,只要不停下,就有希望。”陈立泉给自己定下六年目标:三年站稳脚跟,三年追赶国际。
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陈立泉亲手制作的固态锂电池
1988年,中国第一块固态锂电池在物理所诞生。这块仅有手掌大小、外观漆黑的电池,是陈立泉亲手“搓”出来的。后续在“863”计划储能材料项目的验收会上,它成为一台收录两用机的供能来源,“现场专家都很认可我们的工作,认为这块电池达到了世界领先水平。”
从此,中国锂电“从0到1”的历史性突破,彻底终结了国内无自主锂电技术的局面。
中试线与专利战,让中国锂电“站得住”
固态锂电池虽然研制成功,但材料体系、电芯设计、制造工艺都不成熟,难以在短期内实现商业化。1991年,日本索尼公司宣布液态锂离子电池开始商业化,抢占全球市场先机。
“别人有了,我们不能没有。”陈立泉迅速调整研发方向,转向液态锂离子电池研究。
当时,国内连原材料都没有工厂能生产。陈立泉团队自己合成原料、亲手调试设备。课题组所有科研人员都成了“生产线上的工人”,在北京的实验室里摸爬滚打。
一次,一台又大又重的设备进场时钢丝绳突然断裂,设备顺着楼梯快速下滑。年过五旬的陈立泉第一个冲上去,用肩膀死死顶住下滑的设备。“墙体和楼梯都撞坏了,但设备毫发无损。”
1998年,我国第一条锂离子电池中试生产线正式投产,年产20万只18650型锂离子电池。依靠自制设备、国产原材料和自主技术,这条生产线解决了规模化生产锂离子电池的主要技术和工程问题。中国锂电产业化的大门,从此打开。
但产业化只是第一步。真正让中国锂电“站得住”的,是一场硬仗。
2008年,加拿大魁北克水电公司磷酸铁锂正极表面包炭专利在中国获授权,该公司提出每吨材料专利使用费为2500美元。危急关头,陈立泉团队依托中国科学院物理研究所数十年技术研发积累,凭借在磷酸铁锂掺杂改性等方面的自主专利发起反击,最终该公司的专利被判决无效,中国企业免交了这笔巨额专利费。
磷酸铁锂、钴酸锂……一系列关键材料的专利壁垒被逐一突破。中国锂电产业自主可控的技术体系由此构建。
2014年,中国锂电产能、产量跃居全球第一。如今,全球超七成锂电池产自中国,中国新能源汽车产销量连续10年保持全球第一。
从跟跑到领跑,陈立泉用了将近40年。
再战固态与钠电池,为下一代技术“抢跑”
液态锂电池登顶全球之后,陈立泉没有停下来享受掌声。他看到了新的隐忧:液态锂电池能量密度已逼近天花板,安全事故时有发生,锂资源也并非取之不尽。
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“中国要实现弯道超车,必须发展固态锂电池。”曾因条件不成熟而被搁置的固态锂电池,再度被提上日程。
2016年,陈立泉和学生李泓等人创新性地提出了“原位固态化”技术路线。他们发现,液态电解质可以通过电化学反应转化为固态电解质。这一发现,在国际上率先解决了固固界面的世界性难题。
2023年,陈立泉团队利用原位固态化技术路线研发并商业应用了固态锂电池。固态电池,这个被行业视为最具潜力的“下一代动力电池”,在中国率先迈出了从实验室到市场的关键一步。
与此同时,陈立泉把目光投向了钠电池。他的逻辑很清晰:地壳中锂的含量只有0.0065%,而钠的含量高达2.75%。随着交通全面电动化,锂资源短缺是必然趋势,钠电池是战略备选。他推动钠电池从原始创新走向规模化应用,为我国在新一代电池技术领域赢得了战略主动。
在陈立泉的构想中,“电动中国”绝非局限于电动汽车,而是覆盖轨道交通、船舶、航空的全域电动化图景,是保障国家能源安全、推动绿色低碳发展的强国蓝图。
从实验室到产业一线,薪火相传
陈立泉的弟子名录,几乎就是半部中国锂电产业的“名人录”。中国科学院物理研究所研究员黄学杰、李泓、胡勇胜等一批顶尖科研人才,以及宁德时代董事长曾毓群等多名电池领域的企业家,都曾师从陈立泉。陈立泉培养了这些在中国锂电池行业担当中流砥柱的科学家与企业家。
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陈立泉与团队学生合影
曾毓群与陈立泉的师徒缘分始于2002年。那一年,曾毓群进入中国科学院物理研究所攻读博士学位,主攻锂离子电池研究。2006年,曾毓群获得博士学位。这段求学经历,深刻影响了他后来的创业之路。
据公开报道,陈立泉作为宁德时代早期的重要技术顾问,为宁德时代提供了关键的技术支持和战略指导。自2009年起,宁德时代与中国科学院物理研究所共建实验室,围绕固态电池、钠离子电池等前沿技术开展联合攻关。
曾毓群曾感慨:“宁德时代成立之初,企业规模尚小,技术水平较低,幸好有陈老师不辞辛劳提供技术指导。”他进一步表示,陈立泉“不仅亲自提供技术指导,更为宁德时代及整个行业培养输送了众多核心人才”。
胡勇胜2001年进入物理所攻读博士,师从陈立泉。胡勇胜曾概括团队的氛围:“电池团队凝聚力非常强,是因为陈老师凝聚力很强,大家能在此相互协作,各自发挥所长,合作频繁。”这种凝聚力,让物理所的电池研究团队在锂电池、固态电池、钠离子电池等多个方向上齐头并进,形成了国内乃至国际上都少有的“集团军作战”优势。
“能源强国”是“十五五”规划纲要中16个强国目标之一。对于“电动中国”的图景,陈立泉还有许多设想。“还有很多工作需要做。”陈立泉感慨道,“我这辈子完不成的,希望年轻人能继续做下去。”
2025年度国家最高科学技术奖,颁给了这位86岁的老人,而他身后,一支跨越三代人的科研队伍,正沿着他开辟的道路继续向前。这不是一个人的功劳簿,这是一个团队、一所研究所、一个国家从能源贫弱走向能源自主的奋斗史。
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