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陳立泉:中國鋰電研究第一人

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年09月25日  

陳立泉是物理所高溫超導材料研究負責人并參加研制出一系列世界領先水平的高溫超導材料。研制出Tc=48.6K的超導體,當時世界最高記錄,并在70K發現超導跡象。研制出Tc=92.8K的YBaCuO超導體并首先公布了成份。在國內率先研制出鉍系等氧化物超導體,使我國高溫超導材料研究繼續處于國際先進行列。


陳立泉曾是國家863計劃二次鋰電池專題負責人并參加了課題研究,主持了專題研究計劃的制定和實施及全國11個子課題研究的協調。在國內首先研制成功鋰離子電池。建成我國第一條鋰離子電池中試生產線,產品性能和成品率都處于國際先進水平,解決了鋰離子電池規?;a的科學技術與工程問題。建成了鋰離子電池研發基地,加快了研究成果到生產力的轉化。協助建成國內最大的聚合物鋰電池廠。


鍥而不舍鉆研學術


1940年春天,陳立泉生于四川省南充市。自小就勤奮好學的陳立泉高中畢業后順利考入中國科學技術大學。1964年,大學畢業的陳立泉被分配到中國科學院物理研究所從事基礎研究工作。1976年,中科院物理所派陳立泉赴德國馬普學會固體所進修,而這段經歷讓原本專攻晶體增長的陳立泉轉變了研究方向。


1976年末,中國科學界與世界上其它國家重新開展聯合合作,他作為短期交換學者赴德國斯圖加特(Stuttgart)馬普所開展固體研究。由于當時他在中國科學院物理研究所從事晶體生長,因此他的導師A.Rabenau教授讓他在實驗室做晶體生長。那時他們在生長Li3N單晶,幾乎整個馬普所都在研究Li3N,這是一種超離子導體,可以用來制備固態鋰電池。其能量密度遠遠高于鉛酸電池,并且可能應用在電動汽車上。他當即就意識到這是一種重要的材料,繼續對這個領域深入理解也非常重要。所以,他立刻寫信給物理所的領導要求更換研究方向,領導很快就同意了。他向Rabenau教授提出想要研究超離子導體,他用了五個月時間(原計劃一年)完成了那項任務,然后開始學習固體電化學并研究超離子導體。這也是研究固態鋰電池的開端。


1978年返回中國后,他繼續研究固態離子學,這與固態鋰電池及其應用有密切的關系。兩年以后,在中國科學院物理研究所成立了固態離子學實驗室,這是中國第一個該領域的實驗室。


陳立泉回憶說,當時除了要讓大家轉變思想,從晶體增長轉到固態離子學這一全新的領域,還要面臨缺乏設備、經費等諸多問題,可謂困難重重。面對艱苦的科研條件,陳立泉選擇堅持。他給自己定下目標,希望用3年時間在國內站住腳。


中國鋰電研究第一人


1976年,陳立泉遠赴德國馬普協會固體所進修。在德國,他第一次接觸到可以做鋰電池的超離子導體材料,從此與鋰電池結下了不解之緣。在此之前,他的研究方向是生長晶體,與電池完全不搭界。


1976年,陳立泉向中科院申請轉攻研究方向,中科院同意了他的要求。于是,他花了5個月完成了導師交給他的生長晶體研究任務,馬上轉去做超離子導體研究。沒想到,這一轉就是30余載。陳立泉笑著對記者說:”我這個鋰電池夢一做就是大半輩子。”


自從1991年索尼公司首先將鋰離子電池商業化以后,鋰離子電池已經被廣泛應用于便攜式電子設備、電動汽車以及電網應用。盡管鋰離子電池已經在商業界取得了巨大的成功并且成為我們日常生活中必不可少的一部分,然而其發展現狀已處于停滯狀態并且落后于電子技術的迅速發展。許多新興的應用設備迫切需要比現有鋰離子電池能量密度更高的電池。固態鋰金屬電池被廣泛認可為最有前景的技術之一。1978年,MichelArmand首次報道了固態金屬鋰電池的相關研究。與此同時(1977年),陳立泉在德國與WernerWeppner一起開展了鋰離子導體的相關研究工作。1978年,陳立泉回到中國,首次發起并倡導固態金屬鋰電池的研究和固態離子學的相關基礎研究。


1978年回國后,陳立泉繼續從事與鋰電池有關的固體離子學及其在能源中的應用研究工作。1980年,中科院啟動”六五”鋰離子導體重大項目,當時陳立泉就提出要開發適合汽車使用的鋰電池和相關材料。1986年,他又負責中科院”七五”固態鋰電池重大項目。


1987年,我國啟動了863計劃”七五”儲能材料(聚合物鋰電池)項目,由陳立泉擔任項目組總負責人,項目組下設12個課題組。陳立泉告訴記者,現在我國很多企業都在生產鋰電池,其技術既不是憑空而來,也不是靠引進,而是主要由這12個課題組的科研成果轉化而來。


挽救了車用鋰電池的命運


2000年,我國啟動”十五”863計劃電動汽車重大專項。當時,鎳氫電池的呼聲非常高,而鋰離子電池幾乎被排除在這一項目之外。這一現狀讓陳立泉非常不安。2001年,陳立泉專門到上海拜訪了時任863計劃電動汽車重大專項負責人萬鋼。他誠摯地對萬鋼說:”希望能給鋰離子電池一個機會?!?/p>

在對我國鋰離子電池研究水平和能力有了一定了解后,萬鋼采納了陳立泉的意見,將車用鋰離子電池納入電動汽車重大專項課題之內。


在汽車動力鋰電池并不被看好的2001年,陳立泉敢于去爭取這個機會,既需要很大的勇氣,也基于他多年扎實的研究和對于車用鋰離子電池產業化的堅定信心。


親歷親為大力推動產業化


1997年9月,陳立泉以國產技術、設備和原材料為主,建成中國第一條鋰電池中試生產線。由于沒有經驗可借鑒,在這條生產線上,陳立泉當了一年多”工人”,什么臟活、累活他都干。對于這段經歷,陳立泉沒有任何怨言:”在此之前,我只有理論和實驗室研究經驗,沒有實踐。當了一年多‘工人’,基本了解了鋰電池生產的每一個環節,這對研究非常有幫助,讓我的研究更符合產業需求?!?/p>

1999年,陳立泉牽頭成立了北京星恒電源有限公司,實現了鋰電池產業化,陳立泉夢想成真。2003年,蘇州星恒電源有限公司成立,專門生產汽車動力電池。


陳立泉一方面深入研究鋰電池材料尖端技術,另一方面,時刻不忘推進鋰電池和相關材料的產業化。一位同事曾笑話他是”腳踏兩只船”。對此,陳立泉說:”能源是國家的戰略需求,發展鋰電池對于我國擺脫對石油的過分依賴具有戰略意義?!?/p>

桃李滿天下


陳立泉執教數十載,曾擔任國內外近30所院校的客座教授,桃李滿天下。現在,國內幾乎所有重點高校電池材料系都有他的學生在任教,國內外幾乎所有的知名電池企業和科研機構都有他的學生就職。


董明就是他的學生之一。曾在美國威能公司擔任資深研究員的董明,于2006年歸國,創辦了恒正科技(蘇州)有限公司,此后又在杭州創辦了賽恩斯能源科技有限公司。


對于恩師,董明說,千言萬語都說不盡。出國前,恩師就對自己和其他出國的學生說了一句話:”你們去國外長長見識,再回國效力。”這句話他一直沒有忘記。


在20世紀七八十年代,材料科學領域可研究的方向太多,當時鋰電池材料研究是冷門,前景也不明朗。陳院士選擇鋰電池材料作為主攻方向,既需要敏銳的眼光,也需要很大勇氣。此后,鋰電池有近10年時間被邊緣化,陳院士并沒有中途放棄,而是堅持下來。在社會極其浮躁的當下,陳院士鍥而不舍的精神顯得彌足珍貴。


大膽預測2030年我國全部新增汽車為新能源汽車


自1976年起,陳立泉一直在追逐自己的鋰電池夢。如今,我國已經與日本、韓國并列為世界三大鋰電池生產國。這會兒,陳立泉又有了另一個夢想——電動汽車大國夢。


他的這個夢想,包括以下幾個步驟:到2011年,我國電動車保有量達到50萬輛;2020年,電動汽車保有量1000萬~1500萬輛(我國汽車保有量將達到1.4億輛,電動汽車約占7%~10%);2030年,全部新增汽車為新能源汽車;2050年,全部運行汽車為新能源汽車。


本文摘自:今日頭條


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