立泉     

 陈立是物理所高温超导材料研究负责人并参加研制出一系列世界领先水平的高温超导材料。研制出Tc=48.6K的超导体,当时世界最高记录,并在70K发现超导迹象 。研制出Tc=92.8K的YBaCuO 超导体并首先公布了成份。在国内率先研制出铋系等氧化物超导体,使我国高温超导材料研究继续处于国际先进行列。 

 

陈立泉曾是国家863计划二次锂电池专题负责人并参加了课题研究,主持了专题研究计划的制定和实施及全国11个子课题研究的协调。在国内首先研制成功锂离子电池。建成我国第一条锂离子电池中试生产线,产品性能和成品率都处于国际先进水平, 解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题。建成了锂离子电池研发基地,加快了研究成果到生产力的转化。协助建成国内最大的聚合物锂电池厂。

 

锲而不舍 钻研学术

1940年春天,陈立泉生于四川省南充市。自小就勤奋好学的陈立泉高中毕业后顺利考入中国科学技术大学。1964年,大学毕业的陈立泉被分配到中国科学院物理研究所从事基础研究工作。1976年,中科院物理所派陈立泉赴德国马普学会固体所进修,而这段经历让原本专攻晶体增长的陈立泉转变了研究方向。

  

1976年末,中国科学界与世界上其它国家重新开展联合合作,他作为短期交换学者赴德国斯图加特(Stuttgart)马普所开展固体研究。由于当时他在中国科学院物理研究所从事晶体生长,因此他的导师A. Rabenau教授让他在实验室做晶体生长。那时他们在生长Li3N单晶,几乎整个马普所都在研究Li3N,这是一种超离子导体,可以用来制备固态锂电池。其能量密度远远高于铅酸电池,并且可能应用在电动汽车上。他当即就意识到这是一种重要的材料,继续对这个领域深入理解也非常重要。所以,他立刻写信给物理所的领导要求更换研究方向,领导很快就同意了。他向Rabenau教授提出想要研究超离子导体,他用了五个月时间(原计划一年)完成了那项任务,然后开始学习固体电化学并研究超离子导体。这也是研究固态锂电池的开端。

  

1978年返回中国后,他继续研究固态离子学,这与固态锂电池及其应用有密切的关系。两年以后,在中国科学院物理研究所成立了固态离子学实验室,这是中国第一个该领域的实验室。

陈立泉回忆说,当时除了要让大家转变思想,从晶体增长转到固态离子学这一全新的领域,还要面临缺乏设备、经费等诸多问题,可谓困难重重。面对艰苦的科研条件,陈立泉选择坚持。他给自己定下目标,希望用3年时间在国内站住脚。

 

中国锂电研究第一人

 

1976年,陈立泉远赴德国马普协会固体所进修。在德国,他第一次接触到可以做锂电池的超离子导体材料,从此与锂电池结下了不解之缘。在此之前,他的研究方向是生长晶体,与电池完全不搭界。

 

1976年,陈立泉向中科院申请转攻研究方向,中科院同意了他的要求。于是,他花了5个月完成了导师交给他的生长晶体研究任务,马上转去做超离子导体研究。没想到,这一转就是30余载。陈立泉笑着对记者说:”我这个锂电池梦一做就是大半辈子。”

 

自从1991年索尼公司首先将锂离子电池商业化以后,锂离子电池已经被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车以及电网应用。尽管锂离子电池已经在商业界取得了巨大的成功并且成为我们日常生活中必不可少的一部分,然而其发展现状已处于停滞状态并且落后于电子技术的迅速发展。许多新兴的应用设备迫切需要比现有锂离子电池能量密度更高的电池。固态锂金属电池被广泛认可为最有前景的技术之一。1978年,Michel Armand 首次报道了固态金属锂电池的相关研究。与此同时(1977年),陈立泉在德国与Werner Weppner 一起开展了锂离子导体的相关研究工作。1978年,陈立泉回到中国,首次发起并倡导固态金属锂电池的研究和固态离子学的相关基础研究。

 

1978年回国后,陈立泉继续从事与锂电池有关的固体离子学及其在能源中的应用研究工作。1980年,中科院启动”六五”锂离子导体重大项目,当时陈立泉就提出要开发适合汽车使用的锂电池和相关材料。1986年,他又负责中科院”七五”固态锂电池重大项目。

 

1987年,我国启动了863计划”七五”储能材料(聚合物锂电池)项目,由陈立泉担任项目组总负责人,项目组下设12个课题组。陈立泉告诉记者,现在我国很多企业都在生产锂电池,其技术既不是凭空而来,也不是靠引进,而是主要由这12个课题组的科研成果转化而来。 

 

挽救了车用锂电池的命运

1989年,中国三个研究团队制备的全固态锂电池样品,物理所:左下1-4和左上1-3;北京科技大学:左上第4、5和右下;长春应化所:上面中间的样品

2000年,我国启动”十五”863计划电动汽车重大专项。当时,镍氢电池的呼声非常高,而锂离子电池几乎被排除在这一项目之外。这一现状让陈立泉非常不安。2001年,陈立泉专门到上海拜访了时任863计划电动汽车重大专项负责人万钢。他诚挚地对万钢说:”希望能给锂离子电池一个机会。”

 

在对我国锂离子电池研究水平和能力有了一定了解后,万钢采纳了陈立泉的意见,将车用锂离子电池纳入电动汽车重大专项课题之内。

 

在汽车动力锂电池并不被看好的2001年,陈立泉敢于去争取这个机会,既需要很大的勇气,也基于他多年扎实的研究和对于车用锂离子电池产业化的坚定信心。 

 

亲历亲为大力推动产业化

 

1997年9月,陈立泉以国产技术、设备和原材料为主,建成中国第一条锂电池中试生产线。由于没有经验可借鉴,在这条生产线上,陈立泉当了一年多”工人”,什么脏活、累活他都干。对于这段经历,陈立泉没有任何怨言:”在此之前,我只有理论和实验室研究经验,没有实践。当了一年多‘工人’,基本了解了锂电池生产的每一个环节,这对研究非常有帮助,让我的研究更符合产业需求。” 

  

1999年,陈立泉牵头成立了北京星恒电源有限公司,实现了锂电池产业化,陈立泉梦想成真。2003年,苏州星恒电源有限公司成立,专门生产汽车动力电池。

  

陈立泉一方面深入研究锂电池材料尖端技术,另一方面,时刻不忘推进锂电池和相关材料的产业化。一位同事曾笑话他是”脚踏两只船”。对此,陈立泉说:”能源是国家的战略需求,发展锂电池对于我国摆脱对石油的过分依赖具有战略意义。” 

   

桃李满天下

 

1992年 陈立泉院士(左)和他的学生黄宏(右)

      陈立泉执教数十载,曾担任国内外近30所院校的客座教授,桃李满天下。现在,国内几乎所有重点高校电池材料系都有他的学生在任教,国内外几乎所有的知名电池企业和科研机构都有他的学生就职。
 

董明就是他的学生之一。曾在美国威能公司担任资深研究员的董明,于2006年归国,创办了恒正科技(苏州)有限公司,此后又在杭州创办了赛恩斯能源科技有限公司。

  

对于恩师,董明说,千言万语都说不尽。出国前,恩师就对自己和其他出国的学生说了一句话:”你们去国外长长见识,再回国效力。”这句话他一直没有忘记。 

  

在20世纪七八十年代,材料科学领域可研究的方向太多,当时锂电池材料研究是冷门,前景也不明朗。陈院士选择锂电池材料作为主攻方向,既需要敏锐的眼光,也需要很大勇气。此后,锂电池有近10年时间被边缘化,陈院士并没有中途放弃,而是坚持下来。在社会极其浮躁的当下,陈院士锲而不舍的精神显得弥足珍贵。

   

大胆预测2030年我国全部新增汽车为新能源汽车

 

自1976年起,陈立泉一直在追逐自己的锂电池梦。如今,我国已经与日本、韩国并列为世界三大锂电池生产国。这会儿,陈立泉又有了另一个梦想——电动汽车大国梦。 

 

他的这个梦想,包括以下几个步骤:到2011年,我国电动车保有量达到50万辆;2020年,电动汽车保有量1000万~1500万辆(我国汽车保有量将达到1.4亿辆,电动汽车约占7%~10%);2030年,全部新增汽车为新能源汽车;2050年,全部运行汽车为新能源汽车。

    

采编/陈偲辽

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