礼赞70年,致敬科学家|陈立泉:中国电动汽车驶向未来

2019-09-29

本文节选自《知识就是力量》杂志

原文作者/朱启

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礼赞70年,致敬科学家

 中华人民共和国(新中国)迎来70周年华诞,创刊于1956年、周恩来总理亲笔题写刊名的《知识就是力量》杂志也走过63年,既见证了祖国科技的发展和翻天覆地的变化,也陪伴上千万的中国家庭走进科学的殿堂。

值此之际,《知识就是力量》特别策划推出“礼赞70年,致敬科学家”系列文章,为您讲述科学家与新中国共成长的科研故事,展示他们科学探索之旅上的爱国情怀、科学精神和科学思想,希望以此点亮青少年朋友的科学梦想和爱国之心!

他是

我国第一位研究锂电池材料的科学家。

他率先建设了

我国第一条锂离子电池中试生产线,

是推动我国锂离子电池产业化的开创者。

近年来,他又力推电动汽车,

曾预言2050年中国路面上

所有奔跑的机动车将多是电动汽车。

他就是中国工程院院士——陈立泉

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陈立泉(1940年3月-)著名功能材料学家,中国工程院院士。主要从事锂电池及相关材料研究,在中国首先研制成功锂离子电池,解决了锂离子电池规模化生产的科学、技术与工程问题,实现了锂离子电池的产业化。近年来,开展了全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池、室温钠离子电池等研究,为开发下一代动力电池和储能电池奠定了基础。曾获国家自然科学奖一等奖、中科院科技进步奖特等奖和二等奖,2007年获国际电池材料协会终身成就奖。

第一个“吃螃蟹”的人

1964年,陈立泉毕业于

中国科学技术大学技术物理系。

同年被分配到中国科学院物理研究所

从事晶体材料研究工作。

在十年“文革”动乱局面结束后的

1976年12月底,

他被中科院派遣到西德马普协会固体所进修。

在那里,他第一次接触到

可以做固态锂电池的超离子导体材料Li3N。

此时,陈立泉敏感地认识到

这将对中国乃至世界产生重大影响。

他便果断向国内领导递交申请,

由原先的晶体生长研究方向,

转行去做超离子导体研究,

很快得到领导批准并得到导师同意,

从此他便与锂电池结下了大半生的不解之缘,

成为中国锂电领域第一个“吃螃蟹”的人。

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1978年学成回国后,

在中科院和物理所领导的大力支持下,

陈立泉成立了该领域的第一个固体离子学实验室,

从而继续着与锂电池有关的固体离子学

及其在能源中应用的基础研究工作。

在“六五”、“七五”和“八五”期间,

中科院都把固态离子导电材料和固态锂电池

列为重大项目,给予了持续支持。

1987年,

我国启动了863计划,在储能材料项目中,

将固态锂电池列为“七五”重点项目。

该项目组下设12个课题组,

选派陈立泉担任项目组总负责人。

回顾当时的情景,陈立泉说:

“当年的基础研究为我国目前成为锂离子电池产业大国作了知识储备、技术储备和人才储备,为我国将来能成为电动汽车产业大国铺平了道路”。

在努力进行理论研究

并推广锂电池产业链的同时,

陈立泉又分别

在1985年、1990年和1992年

去往法国科研中心波尔多固体化学研究所、

荷兰代尔夫特理工大学

和日本东京工业大学担任过客座教授,

大大促进了我国锂电池材料研究

同西方国家在专业技术上的交流与合作。

固态电池发展方向的“指南针”

2014年,陈立泉在

“2014高工锂电年会”上作了关于

“锂电池生存法则:前瞻性的战略眼光”的主题演讲。

在会上,他详细地论述了有关

世界锂电池技术产业的格局

和下一代电池材料和技术的创新研究机会,

并从宏观和微观多角度

给中国锂电池企业提出了切实可行的建议。

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他提出,

当前锂电池市场需求正快速扩张,

技术发展日新月异,

世界锂电池技术格局已见雏形。

美国寄希望于锂硫、锂空等

下一代高比能量二次锂电池,

同时希望在下一代锂电池硅基负极

和层状多元过渡金属氧化物材料领域取得突破。

而日本、韩国的锂电产业

由于技术领先、知识产权积累深厚,

在保持优势的同时在不断开拓创新。

相比之下,

中国锂电产业虽然经过十多年的发展,

目前已经形成了完整产业链,

但在高端电池、自主装备及

对下一代电池技术的把控上,

尚与欧美日韩存在一定差距。

在国家大力发展

新能源汽车产业、动力电池快速放量之际,

中国锂电池企业如何行动,关乎生死。

为此,陈立泉建议:

“锂电池企业应尽快与研究单位和原材料企业合作,解决应用新的电池材料及电池体系的科学技术和工程问题,在短期内生产出高能量密度的合格电池产品。同时还要打破对国外装备和技术的迷信,要加强对国内设备制造公司的支持力度,引进、消化吸收、再创新,或者组织工程技术人员进行技术和工程创新,尽快用先进国产设备武装锂电企业,增加我国锂电产品的国际竞争力。”

他还特别提到:

“下一代锂电池应是全固态锂电池。要从材料研究、生产到应用,再到电芯设计、制造以及设备全产业链数字化,缩短研发周期,争取5年实现产业化。”同时,他进一步指出:“如果我们将全固态锂电池问题攻克了,再去做锂硫、锂空电池,相关技术难题就会迎刃而解。”

陈院士的电动汽车大国梦

中国电动汽车的研究,

最早可追溯到20世纪40年代的抗战时期。

早在1958年,

清华大学就研制出新中国第一款电动汽车;

1970年,

我国又组织了Na/S电池电动汽车会战;

到1975年,我国制作的可乘坐4人的

电动汽车完成了从上海静安寺到嘉定的路演。

陈立泉认为:

“我国电动汽车有着得天独厚的开发历史和良好传统,我们应该传承下去。”

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2006年,中国工程院启动了

《中国石油需求的远景展望与替代战略研究》,

陈立泉是“电动力替代燃料专题组”组长。

在咨询报告中陈立泉指出:

“燃料电池车的产业化前景尚难预料, 混合动力车在技术上和经济上不具备与日美竞争优势。只有全新的锂离子电池电动车才是我国在激烈的国际竞争中难得的一次历史机遇。应充分发挥我国自身的技术、资源和市场优势,在5~10年内实现锂离子电池电动车的产业化,使之成为我国经济新的增长点,这样不仅可以解决我国建设全面小康社会面临的能源安全问题,而且可以实现我国汽车工业乃至城市交通行业的跨越式发展,同时还能获得节能和环保的双重效益”。

为此,陈立泉提出了自己的

“电动汽车大国梦”,

并强调应分为三个步骤来实现:

2020年,电动汽车保有量1000万~1500万辆(占全国汽车总量的7%~10%);

2030年,全部新增汽车为电动汽车(占全国汽车总量的43%);

2050年,所有中国公路上行驶的汽车全部改为电动汽车。

他还进一步指出了

中国发展电动汽车具有三大优势:

首先,我们的锂资源比较丰富;其次,技术优势上,我们从上世纪90年代初就开始电动汽车的研制,跟西方发达国家是在同一个起跑线上。同时,电动汽车是用稀土材料来做电机,我国稀土的合金在世界上是产量第一的;第三是市场优势,中国人对汽车的需求主要是一种出行时候的代步工具,不像一些欧美的家庭习惯于讲舒适、开大车。这是对电动汽车发展非常有利的市场环境。

相信到2050年的中国,

必定会天更蓝、路更阔。

陈立泉院士的电动汽车大国梦,

也就是我国广大青少年殷切期待的美好未来!