一個(gè)“瀕危”課題組，引領(lǐng)了中國(guó)鋰電池崛起

文 ｜ 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 記者 韓揚(yáng)眉

黃學(xué)杰從抽屜深處拿出一個(gè)精美的小盒子，打開(kāi)盒蓋，里面裝著兩塊約一根食指長(zhǎng)的圓柱體鋰離子電池。電池銀灰色殼體上，清晰地刻著一串編號(hào)“LC8111231”。這是1996年黃學(xué)杰和同事在中國(guó)科學(xué)院物理研究所（以下簡(jiǎn)稱物理所）的實(shí)驗(yàn)室里手工裝配的中國(guó)第一批18650圓柱鋰離子電池，總數(shù)不到50個(gè)。

時(shí)隔30年，電池殼體依然平整光滑，沒(méi)有一絲銹跡。“這是手搓的，純手工打造。”黃學(xué)杰自豪地向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者介紹。

手工裝配的中國(guó)第一批18650圓柱鋰離子電池。韓揚(yáng)眉/攝

“搓”電池時(shí)，黃學(xué)杰還不滿30歲，剛接替比他年長(zhǎng)26歲的物理所研究員陳立泉（2001年當(dāng)選中國(guó)工程院院士），擔(dān)任固態(tài)離子學(xué)和二次電池課題組組長(zhǎng)。30年來(lái)，陳立泉是“領(lǐng)航者”，黃學(xué)杰是“掌舵手”，二人將一個(gè)瀕臨解散的“瀕危”課題組，發(fā)展成為國(guó)際動(dòng)力電池版圖上繞不開(kāi)的研究高地。

該團(tuán)隊(duì)推動(dòng)我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)從無(wú)到有、從跟跑到領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展，為我國(guó)在能源革命中搶占科技制高點(diǎn)提供有力保障。

今年1月，固態(tài)離子學(xué)和二次電池團(tuán)隊(duì)獲得“中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)集體”榮譽(yù)稱號(hào)。

“一組兩制”

20世紀(jì)八九十年代，中國(guó)還是“自行車王國(guó)”，清脆的車鈴聲在大街小巷此起彼伏。那時(shí)，誰(shuí)家門口停了一輛小汽車是會(huì)被圍觀的——汽車，對(duì)普通人而言是可望而不可即的奢侈品。

就在這樣的時(shí)代背景下，陳立泉卻提出要研發(fā)汽車動(dòng)力電池，這一想法一度被質(zhì)疑為“異想天開(kāi)”。彼時(shí)，課題組因老一代科研人員集中退休，無(wú)法滿足“至少3人才能成組”的基本條件，面臨解散危機(jī)。剛回國(guó)接任課題組長(zhǎng)的黃學(xué)杰，找物理所領(lǐng)導(dǎo)據(jù)理力爭(zhēng)：“如果轉(zhuǎn)換賽道做產(chǎn)業(yè)化，所里能否給予支持？”

課題組被暫時(shí)保留，處于“待定”狀態(tài)。隨后，黃學(xué)杰從所屬機(jī)械加工工廠請(qǐng)來(lái)一名技術(shù)工人“入伙”，滿足了成組的人數(shù)條件。在下一次課題組評(píng)估前，團(tuán)隊(duì)“爭(zhēng)”來(lái)了3年寶貴的發(fā)展時(shí)間。

團(tuán)隊(duì)雖然以鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，但并未放棄基礎(chǔ)研究，始終堅(jiān)持“一組兩制”：一方面奮力把鋰離子電池關(guān)鍵材料和電池的產(chǎn)業(yè)化路徑打通，另一方面堅(jiān)持潛心攻堅(jiān)前沿基礎(chǔ)研究。

1997年，在中國(guó)科學(xué)院和相關(guān)企業(yè)的支持下，課題組從日本引進(jìn)了部分關(guān)鍵設(shè)備，在物理所搭建起中國(guó)第一條18650型鋰離子電池中試線。

物理所請(qǐng)回了已退休的科研人員，還調(diào)配了部分技術(shù)人員進(jìn)行支援。大家輪番守著生產(chǎn)線，臟活、累活搶著干，一步步攻關(guān)，勢(shì)必要打通產(chǎn)業(yè)化路線。

與此同時(shí)，黃學(xué)杰和陳立泉深知，產(chǎn)業(yè)熱度可能瞬息萬(wàn)變，但關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題需要持續(xù)深耕，更得坐得住“冷板凳”。

“我們對(duì)學(xué)生的要求很明確——專心做基礎(chǔ)研究，關(guān)注領(lǐng)域內(nèi)重要的前沿問(wèn)題。”黃學(xué)杰告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

1997年，在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，如今已是物理所研究員的李泓進(jìn)入課題組讀博士。他在離“廠房”不遠(yuǎn)的一間小實(shí)驗(yàn)室里，在老師指導(dǎo)下潛心攻關(guān)鋰離子電池前沿負(fù)極材料課題，為納米硅碳負(fù)極材料的發(fā)展做出引領(lǐng)性工作。這種材料可顯著提升鋰離子電池的能量密度，在相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了重要的推動(dòng)作用。

基礎(chǔ)研究為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了源頭活水，團(tuán)隊(duì)先后取得多項(xiàng)重要成果：對(duì)鈷酸鋰進(jìn)行氧化物包覆以提升充電電壓、對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行體相摻雜改性，打破國(guó)外原始專利壟斷；研發(fā)納米合金化負(fù)極材料；研發(fā)新型鈉離子電池正極材料（含銅基氧化物）和負(fù)極材料（煤基碳材料）……

30年來(lái)，“一組兩制”讓他們?cè)趧?dòng)力電池領(lǐng)域走得穩(wěn)、走得遠(yuǎn)。

“貼標(biāo)簽”

2015年，俞海龍進(jìn)入課題組從事博士后研究。兩年博士后任期將至?xí)r，黃學(xué)杰對(duì)他說(shuō)：“海龍，你得留下，做全固態(tài)鋰電池界面研究課題，這是固態(tài)電池領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)和技術(shù)難題，希望你用10年時(shí)間做好這個(gè)工作，成為你的‘標(biāo)簽’。”

新一代全固態(tài)金屬鋰電池被公認(rèn)為新能源動(dòng)力電池的發(fā)展方向。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，全固態(tài)電解質(zhì)和金屬鋰電極之間的接觸面始終無(wú)法緊密接觸。

在黃學(xué)杰的指導(dǎo)下，俞海龍摒棄雜念，全身心投入全固態(tài)界面研究。實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷的無(wú)數(shù)次失敗與反復(fù)驗(yàn)證，讓他一度身心俱疲。“黃老師經(jīng)常跟我說(shuō)，我們今天做的事情，有機(jī)會(huì)改變行業(yè)。”正是這份信念感，支撐俞海龍突破一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。

2025年10月，《自然-可持續(xù)發(fā)展》刊發(fā)了他們的研究成果——黃學(xué)杰團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種陰離子調(diào)控技術(shù)，突破了全固態(tài)電池走向?qū)嵱玫淖畲笃款i。該研究被評(píng)價(jià)為“解決了制約全固態(tài)電池商業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)其實(shí)用化邁出了決定性一步”。這一成果引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注，俞海龍是相關(guān)論文的共同第一作者。

“最近幾個(gè)月，產(chǎn)業(yè)界頭部公司基本上都來(lái)了解我們的工作。”俞海龍高興地告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

堅(jiān)持長(zhǎng)期主義，是團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)人才的理念。“人才成長(zhǎng)和事業(yè)發(fā)展都需要一定時(shí)間。一般情況下，一個(gè)人在一個(gè)領(lǐng)域耕耘10年左右，再經(jīng)過(guò)10年左右的發(fā)展鞏固，基本就靠譜了。”黃學(xué)杰說(shuō)，這是人才成長(zhǎng)的規(guī)律，而尊重這個(gè)規(guī)律，就是他管理團(tuán)隊(duì)的“訣竅”。

在黃學(xué)杰看來(lái)，年輕人的成長(zhǎng)本質(zhì)上是能力的系統(tǒng)塑造。“從讀博士的20多歲到成為科研人員的三四十歲期間，要給自己貼上一個(gè)‘標(biāo)簽’，讓無(wú)論是政府部門還是產(chǎn)業(yè)界，在尋找這方面的專家時(shí)都能想起你。”

如今，固態(tài)離子學(xué)和二次電池課題組現(xiàn)有9名研究員，每個(gè)人身上都有一個(gè)閃亮的“標(biāo)簽”。黃學(xué)杰——正極材料迭代研發(fā)和電池技術(shù)；李泓——硅碳負(fù)極材料和原位固態(tài)化電池技術(shù)；胡勇勝——鈉離子電池技術(shù)；禹習(xí)謙——電池材料表征分析；索鎏敏——水系電解質(zhì)電池技術(shù)……

這就像一個(gè)實(shí)力雄厚的門派，每位高手精研一門絕技，互不重疊又彼此呼應(yīng)。這些高手帶出的弟子也各有專長(zhǎng)。黃學(xué)杰尊重學(xué)生興趣，也鼓勵(lì)學(xué)生與老師的研究方向相匹配。“不能跟著魯班學(xué)做裁縫。”黃學(xué)杰說(shuō)，“第一步必須跟著這個(gè)領(lǐng)域里最優(yōu)秀的那個(gè)人，瞄準(zhǔn)一個(gè)方向把本事練扎實(shí)。”

“貼標(biāo)簽”有時(shí)還需要一些魄力。早在上世紀(jì)90年代末，陳立泉和黃學(xué)杰就忍痛割愛(ài)，砍掉了當(dāng)時(shí)最熱門的方向之一“高溫超導(dǎo)”的相關(guān)課題。要知道，他們都從事過(guò)超導(dǎo)研究，陳立泉還曾因高溫超導(dǎo)研究獲得過(guò)國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

“我們只能貼一個(gè)標(biāo)簽，干一件事情，不能‘四面攻城’。”黃學(xué)杰說(shuō)。

托舉

在年輕人成長(zhǎng)的道路上，陳立泉和黃學(xué)杰始終盡力托舉、全力支持，把年輕人推到科研一線的最前沿。

固態(tài)離子學(xué)和二次電池研究團(tuán)隊(duì)。物理所供圖

陳立泉常跟團(tuán)隊(duì)中的年輕人說(shuō)：“別人有的我們不能沒(méi)有，別人沒(méi)有的我們也要有。”李泓回憶，當(dāng)年，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)納米硅材料的潛力時(shí)，導(dǎo)師陳立泉立即聯(lián)系中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)金屬研究所獲取激光燒蝕設(shè)備，“這種科研支持催生了多項(xiàng)顛覆性技術(shù)”。

面對(duì)年輕人對(duì)行業(yè)“內(nèi)卷”加劇的苦惱，黃學(xué)杰也有另一種解讀。“不要只看到科研道路上競(jìng)爭(zhēng)者多了，要看到是同行者多了，這更易于找到可以彼此依靠的肩膀。過(guò)去，路上沒(méi)幾個(gè)人同行時(shí)，我們心里也會(huì)發(fā)怵，會(huì)忍不住想‘是不是走錯(cuò)了路’。”

今年，即將60歲的黃學(xué)杰卸任課題組組長(zhǎng)一職，由李泓接棒。團(tuán)隊(duì)規(guī)模也從最初的3人發(fā)展成上百人。

1988年，團(tuán)隊(duì)在一間極其簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室里研發(fā)出我國(guó)第一塊固態(tài)鋰電池。30多年來(lái)，固態(tài)電池研究與產(chǎn)業(yè)化跌宕起伏。2021年，已逾八旬的陳立泉仍大聲疾呼“固態(tài)電池大干快上，引領(lǐng)電動(dòng)中國(guó)”。

在全球固態(tài)電池你追我趕的發(fā)展態(tài)勢(shì)下，一代又一代中國(guó)科學(xué)家持續(xù)作出貢獻(xiàn)，而物理所固態(tài)離子學(xué)和二次電池課題組融在血脈中潛心研究、攀登高峰的精神力量，始終托舉著年輕一代科研工作者。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2026-03-03 第1版 要聞）

編輯 | 胡璇子 李惠鈺

排版 | 蔣志海

文章轉(zhuǎn)載自“中國(guó)科學(xué)報(bào)”微信公眾號(hào)