四十年坚守与创新,中国电池材料研究的开创者:陈立泉院士

人物简介

陈立泉,中国工程院院士,1940年出生于四川南充。1964年毕业于中国科学技术大学物理系,同年到中国科学院物理研究所工作至今。是中国锂电池事业的开拓者之一,也是固态电池研究的推动者。现担任中国固态离子学会名誉理事长,曾任中国固态离子学学会理事长、国际固态离子学会委员和亚洲固态离子学会副主席。

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研究方向

  1. 纳米离子学

  2. 新能源材料及其应用 

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荣誉奖项

国家自然科学一等奖,中科院科技进步特等奖和二等奖,国际电池材料协会终生成就奖,荣获国家级有突出贡献中青年专家称号。发表论文250余篇,申请发明专利15项,培养硕士和博士20名。

与锂电的不解之缘

1976~1978年中科院派陈立泉赴西德马普协会固体所进修。他与锂电池的结缘正是始于这次进修。陈立泉到了马普固体所以后很快就发现,马普固体所从上到下无论是搞理论的,还是搞实验的,都在研究一种无机材料——氮化锂。

经过打听了解到这种无机材料将来可能做成汽车电池。在马普学会斯图加特固体所对外开放日上,陈立泉还看到研究人员展示了未来只有纽扣大小的锂电池。指着旁边大块头的铅酸电池介绍说:别轻看这粒小小的“纽扣”,它的能量比铅酸电池大得多。

通过一段时间的了解,陈立泉对锂电池产生了极大的兴趣,并且萌生了改变自己研究方向的念头。陈立泉又想到自己的初中时代,那时候学校为了做物理实验,需要从南充市购买铅酸电池,然后背回沉重的电池回学校。回校的道路十分崎岖难走,有一次电池里的溶液泄露出来,烧坏了搬运工人的衣服。陈立泉认为,锂电池的质量比铅酸电池要轻得多,但是能量密度却高很多,并且是很前沿性的研究,国内还没有人从事这方面的研究工作。于是带着对这个小小的“纽扣”的浓厚兴趣,陈立泉写信给物理所的领导,申请转变研究方向。所里同意了他的要求,在他完成既定的晶体研究任务之后,立即转向去做超离子导体研究。没想到的是,这一转就是四十余载。

40年的坚守与创新

超离子导体从学科上讲就是固体离子学。1978年陈立泉回国后,继续从事与锂电池相关的固体离子学的研究工作。陈立泉回国后,面临的第一个困难就是实验没有设备。实验室的仪器都是研究晶体生长所需要的,对于他研究固体离子学并没有什么帮助。尽管项目获得院领导的支持,但是科研经费仍不能够支持他购买新的设备。于是他向别的实验室借来设备来继续它的超离子导体的研究工作。他从物理所得北院借到设备搬到自己的实验室,等到用完之后再搬着送回去。面对这样艰苦的科研条件和陌生的领域,陈立泉依然执著地坚持着,他给自己定下了一个三年内在国内站住脚的目标。

1987年我国启动第一个“863”计划,陈立泉成为固态锂电池专题的负责人。这次专题的科研成果奠定了现在我国锂电池产业的科学和技术基础。陈立泉院士不仅只关注固态离子学的研究工作,在固态锂电池的产业化之路上,也留下了陈立泉院士的足迹。

1997年开始,陈立泉院士开始探索锂电池的产业化发展之路。同年九月陈立泉带领他的团队建成中国第一条锂电池中试生产线。由于没有经验,一切都要自己摸索前行。在这条生产线上,到处遍布陈立泉院士的身影。他亲力亲为,又当研究者,又是一线工人。有一次陈立泉带着几名科研人员自己去搬运设备。没想到,拉设备的粗钢绳突然断了一根,几吨重的设备顺着楼梯往下滑,幸好偏了方向撞到墙上,所有的科研人员一起扑上去用力顶住,才没有酿成事故。陈立泉院士在探索锂电池产业化发展的路上尽管遭遇重重阻碍,但是他依然坚守在固态离子学研究的方向上。正所谓实验出真知,正是这一年多的一线工人的经验,让陈立泉院士了解了锂离子电池生产的每一个环节,了解和满足企业的需求。这也使得他研究的电池更符合产业发展的需要。

2000年,我国启动十五“863”计划电动汽车重点专项。在这次“863”计划中锂离子电池被排除在外。陈立泉为此忧虑不已,为了更好的推动锂离子电池的产业化发展之路,陈立泉院士鼓足勇气专门赶赴上海拜见此次项目的总负责人万钢教授,来争取加入“863”电动汽车重点专项的机会。在他的不断游说和劝说之下,万钢终于同意将车用锂离子电池纳入电动汽车课题之内。这为锂离子电池在我国电动汽车的应用推广上争取到了宝贵的机会。

如今,锂离子电池已经成为我国电动汽车最重要的动力来源。推动更安全、更高性能的全固态锂电池早日进入产业化发展的新阶段已经成为陈立泉院士的努力方向。

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