零排放、不受限并且享有誘人補貼政策的純電動汽車看起來完美，但在車友的心中卻仍會有芥蒂，而記者聽的最多的問題就是，電動汽車安全么？人們可能有這樣直觀的感受，隨著手機使用時間的增長，電池的耐用性卻在變?nèi)酢ａ槍﹄姵匦阅苎芯浚锌圃簩幉ú牧纤履茉醇夹g(shù)副研究員沈彩帶領(lǐng)團隊，致力在現(xiàn)有鋰離子電池可用電極材料體系下，提高鋰離子電池循環(huán)穩(wěn)定性等性能。

要解決大家關(guān)心的問題

目前，沈彩主要進行鋰離子電池的基礎(chǔ)研究，通過對鋰離子電池的表/界面的探究，尋找提高其循環(huán)穩(wěn)定性的方法。

“有時出差忘帶充電寶，結(jié)果手機半天就沒電了。”沈彩解釋說，“尤其是手機使用時間越久，待機時間越短。”針對手機電池這個普遍存在的問題，沈彩設(shè)想，有沒有辦法能讓手機電池的性能一直保持不變，不會退化。沈彩說：“科研的目的就是要解決大家關(guān)心的問題，這也是我研究這個項目的主要動力。”

沈彩向記者解釋了目前鋰電池存在衰退現(xiàn)象的原因：電池基本是由正極、負極以及電解液組成，電解液中的鋰離子游離于正負極之間形成電通路，從而使電池能夠充電放電。在充放電的過程中，正、負極上會形成固體電解質(zhì)界面膜，用以隔離正、負極和電解液。因為正、負極活性較大，如果這層“膜”破裂，極易產(chǎn)生額外的化學(xué)反應(yīng)，進而消耗原有的電解液，最終導(dǎo)致電池“死掉”。如何使電池形成更穩(wěn)定、不易破損的“保護膜”，是當(dāng)前沈彩的研究目的之一。

“目前，全世界有不少學(xué)者在從事這層”膜“的研究，但一直未攻破技術(shù)難關(guān)。”沈彩說。而隨著智能手機的功能多樣化，其所需的電池蓄電能力越來越高。

“不少人在研究電池的材料，提高前期電池的儲電量，反而忽略了電池內(nèi)部反應(yīng)的基礎(chǔ)研究。”他希望從鋰電池的表/界面方向進行研究，進一步了解制約全固態(tài)鋰離子電池實際容量的一些關(guān)鍵問題，進而為新材料的設(shè)計和開發(fā)提供理論和基礎(chǔ)支撐。

“基礎(chǔ)研究需要較長時間的儲備，需要一個較為完整的科研數(shù)據(jù)庫。”沈彩說，“這個過程可能需要3年甚至5年以上才能出成果。”

科研是一種使命

功夫不負有心人。2015年，沈彩及其研究團隊通過利用原位電化學(xué)原子力顯微鏡實時研究了以碳酸乙烯酯（EC）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）為基礎(chǔ)電解液的SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）的生長過程，發(fā)現(xiàn)這兩種電解液所形成的SEI膜在成膜電位、致密性、穩(wěn)定性和厚度上區(qū)別顯著。結(jié)合XPS光譜分析，他們發(fā)現(xiàn)FEC電解液所形成的SEI膜中含有較多的LiF無機鹽，由于LiF具有較好的硬度和穩(wěn)定性，結(jié)合其SEI膜的致密性由此解釋了FEC電解液成膜穩(wěn)定性的機理。“這是我們第一次借助顯微鏡看到這層界面膜的形成，而且能夠清楚地解釋這個現(xiàn)象，當(dāng)時我是非常激動的。”沈彩興奮地說。

該研究結(jié)果發(fā)表在美國化學(xué)學(xué)會期刊ACSAppliedMaterials＆Interfaces上。電化學(xué)原子力顯微鏡結(jié)合光譜技術(shù)，有望成為鋰離子電池電解液和添加劑成膜機制的有力表征手段，加快各種電解液和添加劑的優(yōu)化篩選過程。

目前，沈彩率領(lǐng)團隊正在參與國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車專項”的攻關(guān)。“只要堅定不移地朝著目標(biāo)努力前進，把科研當(dāng)成一種使命，就會油然而生一種榮譽感。”沈彩目光堅定地說，這就是他一直堅持做研究的信念。

寧波很適合生活和工作

沈彩2004年獲得中科院上海硅酸研究所工學(xué)碩士學(xué)位，之后，他先后在英國、美國、德國、丹麥學(xué)習(xí)、研究，并“升級”至博士后。

“在國外待了那么多年，雖然交了很多外國朋友，生活也挺開心，但始終找不到歸屬感。”沈彩說，2013年，他從丹麥回到祖國，來到了寧波。

沈彩表示，來寧波是中科院情結(jié)使然，在中科院上海硅酸鹽研究所的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，讓他難以忘懷。

“當(dāng)時中科院寧波材料所是一所新所，也正好需要我們這方面的人才，而且寧波給我的感覺非常務(wù)實、開放，很適合生活和工作。”沈彩說。

兩年后，沈彩的愛人跟隨他來到了寧波，成為寧波大學(xué)的一名老師。他坦言，起初他愛人不同意來，但來了一趟后就改變了想法。“各級領(lǐng)導(dǎo)對我們在工作和生活上的支持和幫助印證了我當(dāng)初的選擇是正確的。”沈彩說，“我們已經(jīng)在寧波落戶，將長期留在這里。”

目前，除了科研外，沈彩還擔(dān)任研究生導(dǎo)師，帶著5名研究生和1名博士后。“回國后一直很忙，經(jīng)常沒有時間娛樂或者運動。”沈彩笑著說，不過，他很享受現(xiàn)在的狀態(tài)。