陈立泉

7月8日，中国工程院院士、中国科学院物理研究所（以下简称物理所）研究员陈立泉获得国家最高科学技术奖。

50年前，陈立泉开启了中国锂电池研究之路。五十载征程，中国锂电池从跟跑、突围到领跑，走过了艰难曲折的求索之路。作为开拓者和引路人，陈立泉的每一次选择，无不彰显战略科学家的远见卓识与使命担当。

“中国锂电池在市场占有率、产量上已是世界第一，我现在最担心的是如何继续保持第一，因为大家都在追。”如今，86岁的陈立泉仍然坚持每日工作8小时，研判中国锂电池的发展态势，思考下一步突破路径。

从追赶到领跑

中国锂电池产业从起步到领跑的每一个关键节点，都离不开陈立泉敏锐的学术嗅觉。

起步，源于陈立泉的一次“心动”。这次“心动”，使中国与世界站在了电池技术革命的同一起跑线上。

20世纪70年代，寻找石油替代能源、开发二次电池成为发达国家竞相布局的战略方向，锂电池也由此进入了国际顶尖实验室和产业界的视野。

1976年，陈立泉作为交换学者被派往联邦德国的马克斯·普朗克学会固体研究所进修。到所不久，他便发现全所人员都在讨论一种叫氮化锂的晶体。一位德国朋友告诉他：“这个材料不得了，将来可以用来做电池、驱动汽车。”这句话，让陈立泉“心动”了。他意识到，替代石油的能源革命是大势所趋，该材料对缺油少气的中国更具有非同寻常的战略意义。

于是，尽管此前已经从事了10多年的晶体生长研究，陈立泉仍然向有关方面提出申请，希望调整研究方向。很快，申请得到了中国科学院的批准，他顺利“转行”。

1978年底，陈立泉学成归国后，便将研究方向锁定于锂电池。对此，中国科学院给予全力支持，不仅在物理所建立了国内首个固态离子学实验室，更接连设立“六五”“七五”“八五”锂电池重大项目，由陈立泉团队牵头组织攻关。这些支持为研究提供了最初的建制化平台和基本保障。

历时10年，陈立泉团队成功研制出中国第一块全固态金属锂电池，实现了我国锂电池从无到有的突破。团队的一系列工作也为我国锂电池产业积累了关键知识、技术、设备和人才。

赶超，源于陈立泉一次审时度势后的果断“转向”。

正当陈立泉的团队打算埋头研究固态锂电池实用化时，日本索尼公司却于1991年率先宣布了液态锂离子电池的商业化，并凭借低廉的价格迅速占领了市场。这一消息在陈立泉的心里掀起了惊涛骇浪。

当时，陈立泉站在了抉择的十字路口：是继续深耕已有10多年积累的固态路线，还是另辟蹊径押注液态路线？在他看来，如果不追赶日本，中国很可能丧失锂电池市场。但是，“要想实现锂电突围，需要采取符合我国发展的分步走策略”。于是，他一方面保留固态锂电池的基础研究，另一方面加快锂离子电池技术的突破和产业化发展。

方向已定，但研究难以为继。陈立泉随即向中国科学院领导求援：“锂离子电池非常重要，锂电池将由此复活。”中国科学院在经费、项目、评价等方面，给予了最大程度的支持。

1998年秋，依靠自制设备、国产原材料和自有技术，陈立泉团队建成了中国第一条正式投产的年产量20万支18650型锂离子电池的中试生产线，解决了规模化生产锂离子电池的主要技术和工程问题，为探索我国锂离子电池产业化道路作出了奠基性贡献。

突围，源于陈立泉坚定“做成事”而非“只做论文”的决心。他帮助锂电池龙头企业成长，助力中国锂电池完成了从“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。

锂电池是应用性强、产业链长、工程化要求高的技术。陈立泉很早就意识到，在日、韩长期领先的背景下，中国要实现突破，不能只依靠单个实验室成果，必须凝聚科研机构、企业和产业链力量，培育一批具有国际竞争力的龙头企业。

2009年，在一次讨论会上，陈立泉作了《中国锂电如何突围》的报告，强调实现突围需要国家战略、技术研发与产业应用“一盘棋”统筹推进。 ATL（宁德时代前身）董事长张毓捷听完报告，马上与陈立泉击掌盟誓：“实现中国锂电突围从宁德时代开始！”2011年，全中资公司宁德时代成立，开启突围之路。

陈立泉作为公司学术委员会主任，指导提出了适合中国发展的技术路线，持续为企业输送核心技术人才，包括现任宁德时代董事长兼总经理曾毓群、联席研发总裁欧阳楚英等。

2014年，在国家的支持、科研机构与产业界的共同努力下，中国锂离子电池实现突围，市场份额超过日、韩成为世界第一，至今仍保持领先。

回望从追赶到领跑的历程，在陈立泉和团队背后，从选方向、育队伍、建平台，到给项目、促转化……来自中国科学院全链条的支持与托举，成为我国能够在新一轮电池革命中保持主动的重要基础。

基础研究铸就核心竞争力

世纪之交，陈立泉把产业“扶上马”后，转身坐上了“冷板凳”。他深知，中国锂电池的根基在基础研究和原始创新，只有掌握自主可控的核心技术，才能立于不败之地。

钴酸锂和磷酸铁锂是锂电池两大主流正极材料。2001年，陈立泉的团队将理论计算和实验相结合，提出纳米氧化铝包覆抑制氧析出的创新思想，提升了钴酸锂充电电压的上限，实现了更高的容量，并获得了专利。2004年，他们发现了磷酸铁锂一维离子传导机制，提出不影响锂离子传输的钠掺杂策略，将电子电导率提高了7个数量级，并获得了专利。

出人意料的是，这两项创新竟然能为中国锂电池产业突围“保驾护航”。曾有外国公司要求中国企业使用这两种材料时交专利费——磷酸铁锂每吨2500美元，钴酸锂每吨7000多美元，远超生产成本。得益于物理所的技术积累，中国企业得以免交专利费，保住了生存空间和利润空间。如今，中国这两种材料的产量均居世界第一。

如果说正极材料是改性创新，那么负极材料则是“从0到1”的原始创新。主流负极材料石墨的容量始终难以提升，陈立泉便将目光投向了硅。研究表明，硅的理论容量是石墨的10倍。

中国科学院前瞻预判该方向的战略意义，启动了战略性先导科技专项（A类）“变革性纳米产业制造技术聚焦”，大力支持纳米硅负极材料的研发。在此支持下，陈立泉和学生、物理所研究员李泓不断迭代材料结构，从第一代“鱼皮花生”结构、第二代“元宵”结构，到第三代“火龙果”结构，最终将锂离子电池的容量从300多毫安时提升至2000多毫安时。如今，纳米硅碳负极材料在国内市场占有率第一。

基础研究是产业发展的源头活水。陈立泉的“计深远”，为中国锂电池产业的领先提供了关键支撑。

构想“电动中国”大棋局

如果说锂电池研究的萌芽源于陈立泉的一次“心动”，那么每一次前瞻布局与坚持不懈的背后，则是他内心深处“国之大者”的责任担当——直面国家紧迫的能源安全需求。

2004年，国家一项“电替代石油”紧急咨询任务落到了陈立泉肩上。他将调研结果总结为10个字：发展电动车，取代进口油。以锂电池为切入点推动新能源汽车发展，不只是为中国锂电池行业发展鼓与呼，更是基于国家能源自主需要的战略思考。

2013年，在锂电池突围前夜，陈立泉在宁波固态电池会议上重新提出攻关固态电池技术。这是因为电动汽车存在的续航短和安全问题，与锂离子电池能量密度达到极限、有机电解液易燃易爆有关。相较之下，固态电池能量密度和安全性更高。2016年，他和李泓在国际上首次提出“原位固态化”技术路线，率先解决了固态电池中固相界面接触差的世界难题，形成了具有自主知识产权的固态电池整体解决方案。如今，固态锂电池已在动力和储能领域实现了规模量产与商业应用。

在中国锂电池高歌猛进之时，陈立泉也看到了“热闹”的另一面——我国能源自主问题还未解决。锂电池虽然是主流动力电池，但中国锂资源进口比例达80%，比石油还高。“国外一卡，电动车的发展就会大受影响。”陈立泉说。

早在2011年，陈立泉就以战略眼光布局钠离子电池。他认为，我国海水里钠元素丰富、成本低，钠电池的低温性能也好。历经10余年，陈立泉和学生、物理所研究员胡勇胜带领团队走出了一条完全自主可控的钠电池技术路线，团队位居全球第一梯队。

不管是开发钠电池还是重提固态电池，陈立泉都指向了一个更宏大的愿景——电动中国。这是陈立泉2017年提出的，包含三部分：交通电动化、设备智能化、能源清洁化。

“更多开拓性工作需要年轻人去做。”陈立泉相信，在年轻人的努力下，这一愿景一定能实现。

如今，陈立泉常想起儿时听到的实现“共产主义”的口号：苏维埃政权加全国电气化。他没想到，自己与“电气化”打了半个世纪交道，并成为关键的推动者。一路走来，他认为有三样东西缺一不可：机遇、勤奋、团队。“我完全是国家培养出来的，我们能走到现在，完全是因为国家提供的机遇。”在陈立泉心中，对国家最好的回报就是“国家需要什么，我就做什么”。