陈立泉：一片痴心系锂电

无心鸣子丶 · 发表于 3 天前

（来源：科技日报）

科技日报记者陆成宽
我国新能源汽车产销量连续十一年稳居全球第一，2025年产销量更是双双突破1600万辆，全球超过70%的锂电池产自中国……这一系列耀眼成就，离不开一位科学家的奠基性贡献。他就是中国工程院院士、中国科学院物理研究所（以下简称“物理所”）研究员陈立泉。
他被行业尊称为“中国锂电池领域奠基人”，但他总是拒绝这个称号，摆摆手说：“这个分量太重了，我只是做了我应该做的。”
7月8日，陈立泉获得2025年度国家最高科学技术奖。

陈立泉在办公室工作。图片来源：中国科学院物理研究所
从36岁毅然转向固态离子学研究，居住在由鸡舍改造而成的房子里，研制出我国第一块固态锂电池；到审时度势布局液态锂离子电池，推动产业崛起；再到耄耋之年仍致力于攻克固态电池关键材料与技术，陈立泉以半个世纪的坚守与创新，为中国锂电池从无到有、从跟跑到领跑奠定了坚实基础。
如今，86岁高龄的陈立泉依然活跃在科研一线，朝着全固态电池的新目标奋力攀登。“我们期待固态电池全面领跑，为实现‘电动中国’的梦想筑牢根基。”他说。
纽扣电池开启科研新路
陈立泉对电的执着，根植于少年时代。
1940年，他生在四川南充的一个农村家庭，老家世阳镇三面环山，没有公路，更没有汽车，出门就得爬山。上小学时，老师和下乡干部总讲：共产主义是什么？苏维埃政权加电气化。电气化又是什么？楼上楼下，电灯电话。在那个点煤油灯的年代，陈立泉一下就记住了这八个字，心底由此埋下了一个电气化的梦。
然而，这个梦在当时遥不可及。直到1956年中考，陈立泉才头一回用上电灯；1959年考上中国科学技术大学，才第一次坐上汽车。多年后回首，正是这段“缺电”的少年记忆，让他在面对一个偶然发现时，做出了改变一生的决定。
陈立泉和电池的缘分，要从1976年讲起。那一年，36岁的陈立泉被派往德国马克斯·普朗克固体研究所（以下简称“马普固体所”）访学。

陈立泉在海外访学。图片来源：中国科学院物理研究所
一天，在马普固体所公众开放日参观时，陈立泉被展台上一粒纽扣大小的氮化锂电池深深吸引。这粒电池看起来很轻巧，与旁边笨重的铅酸电池形成鲜明对比。
经过询问，陈立泉了解到，氮化锂是一种离子导电材料，用它制造的固态电池，能量密度远高于铅酸电池，未来极有可能应用于电动汽车领域。他敏锐地意识到，国家未来发展肯定需要这种新材料，随即萌生了改变研究方向的念头。
转机出现在1977年。当时，中国科学院派出代表团访问德国，代表团成员中正好有陈立泉昔日的领导——郝柏林。在一次傍晚散步时，陈立泉向老领导吐露心声：“我最近接触到一个新方向，不知道能不能转向这个领域？”他详细介绍了固态离子学和锂离子电池的研究前景。
郝柏林当即表态：“可以改，应该做这方面研究。”这句肯定的答复让陈立泉下定决心，他很快给物理所领导写信申请转换研究方向。大约一个月后，物理所回信“同意”。
对陈立泉而言，这样的转变并非首次。
从1961年进入物理所实习到1976年出国，他的研究方向几经变更，从事过晶体学研究、参与过胰岛素结构分析，甚至还在工厂当过车工。“国家需要什么，就去做什么，这是我们这一代人的家国情。”陈立泉说。
这一次，他同样毫不犹豫。凭着对科研趋势的敏锐直觉，他预感固态离子学对未来中国能源发展至关重要。申请获准后，陈立泉按德国导师要求，仅用5个月就完成了原定一年的晶体研究任务，随后全身心投入到固态离子学研究中。
简陋鸡舍产出原创成果
1978年8月，陈立泉学成归国。在物理所的支持下，他牵头组建了国内首个固态离子学实验室，并立下“军令状”：“三年国内立足，三年国际上有一席之地”。

陈立泉结束德国访学回国。图片来源：中国科学院物理研究所
“那时候，物理所的办公场地很紧张，所里就把原来养鸡的房间给了我们作实验室。”陈立泉说。就是在这间简陋的鸡舍中，他带领团队开启了国内锂电池基础研究和技术攻关之路。没有设备，他们就手工制作；没有资料，就熬夜翻译外文文献。
在中国科学院的体系化支持下，陈立泉团队经过近十年的艰辛探索，于1988年成功研制出我国第一块固态锂电池，但其距离商业化应用仍然很遥远。
就在此时，全球锂电池技术方向发生转变。20世纪90年代初，日本索尼公司率先实现液态锂离子电池商业化。陈立泉果断作出决定：先放下固态锂电池的研究，转攻液态锂离子电池。
1994年，陈立泉团队建立起实验室级别的圆柱形锂离子电池生产线。由于没有先例可循，他在生产线上亲力亲为，当了一年多的工人。
有一次，为了抢时间，他带领科研人员去搬运设备。没想到，拉设备的钢绳突然断裂，几吨重的设备顺着楼梯往下滑。所幸设备撞墙转向，被大家全力顶住，才避免了一场事故。
“这一年多当工人的经历，让我透彻了解了锂离子电池生产的每个环节，使科研工作更贴近实际应用。”他说。
终于，1998年，他们建成了一条年产20万支18650型液态锂离子电池的中试生产线，解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，产品性能和成品率都处于当时国际先进水平。
至此，中国锂电池产业化之路正式开启。

陈立泉用借来的设备研制液态锂电池。图片来源：中国科学院物理研究所
后来，陈立泉受中国科学院中科集团时任董事长张云岗之邀，以特别顾问身份参与创办了宁德时代新能源科技股份有限公司（CATL）的前身——新能源（香港）科技有限公司（ATL），推动了CATL的成立和发展。
2009年，面对日韩企业的压倒性领先优势，陈立泉与CATL时任董事长张毓捷击掌明志，立下“中国锂电突围从CATL开始”的誓言。此后，陈立泉以CATL学术委员会主任的身份，为其选择合适的技术路线，并大力推进公司与研究院、高校的合作，为公司培养和输送技术人才。在国家项目的大力支持下，2014年中国锂电就实现了突围。
如今，在CATL等企业带动下，我国锂电池全球市场份额已连续多年位居世界第一。
基础研究推动锂电突围
在发展产业的同时，陈立泉始终坚持基础研究，努力实现原材料创新突破。他深知，这是中国锂电突围的底气。
拿磷酸铁锂来说，这种材料由诺贝尔化学奖得主约翰·古迪纳夫首先发现，但它的电子电导率太低，几乎没法直接用。国外公司的办法是在磷酸铁锂颗粒表面包一层碳，让电子能跑起来，并为此申请了专利。后来，这份专利被加拿大魁北克水电公司买走，变成了收费的“利器”，使用磷酸铁锂的企业都会被收取每吨2500美元的专利许可费。
陈立泉立足基础研究，从材料的微观结构开始研究，发现它是一种“一维”离子导体。顺着这个基础认识，他和学生黄学杰提出了新方案：在铁位置上掺杂极少量的钠。计算结果显示，电子电导率提升了整整7个数量级，材料自身的导电问题从根上被解决了。
2004年，他们为这项原创技术申请了专利，打破了国外原始专利对磷酸铁锂材料的垄断。
如今，磷酸铁锂以低成本占据近80%的市场份额，与这场釜底抽薪的胜利密不可分。
同样的思路也用在钴酸锂上。这种材料能量密度最高，但有个致命弱点：充电电压超过4.2伏，氧原子就往外跑，电池迅速衰减。
陈立泉团队从基础原理出发，早在2001年就拿出了方案——给钴酸锂颗粒穿上一层纳米级氧化铝“铠甲”，之后还为此申请了专利。这层膜薄到能让锂离子自由穿过，却死死拦住氧原子。2011年，比利时优美科公司起诉中国企业侵权，中国企业反击的证据，正是这件更早的“纳米铠甲”专利。面对更早的专利证据，优美科公司选择庭外和解，此后再也不提收专利费的事。

陈立泉。图片来源：国家科学技术奖励工作办公室
往前追溯，陈立泉对基础研究的重视一以贯之。1996年，他看到硅负极的潜力——硅的容量是石墨的十倍，但其在充放电时体积膨胀好几倍，没人敢用。他的想法很朴素：把硅做成纳米级小颗粒，再怎么膨胀也有限。循着这一思路，他安排博士生接力攻关。
1997年，陈立泉和学生李泓等在国际上首次提出纳米硅作为锂离子电池核心负极材料，并申请该领域的首个专利，发明了“元宵”和“鱼皮花生”结构材料，攻克了纳米硅难分散、副反应严重等难题，并实现工程化应用。
二十多年后的今天，这项基础研究的成果已实现万吨级量产，成为中国拥有完全自主知识产权的核心材料。“我们做基础研究、申请专利，不是为了收钱，是为产业争取生存权。”陈立泉说。
正是依靠扎扎实实的基础研究、超前的专利布局，中国锂电池产业才能在激烈的全球竞争中，既做得大，也站得稳。
固态电池攻坚只争朝夕
就在液态锂离子电池产业蓬勃发展之际，2013年，陈立泉却将目光悄然转回了他梦想开始的地方——固态电池。
“目前液态锂电池的能量密度已逼近极限，安全性也存在不足，这些都严重制约了其进一步发展。”陈立泉深知，只有啃下固态锂电池这个硬骨头，中国锂电池产业才能保持领先优势。
然而，固态锂电池攻关之路充满挑战。就连约翰·古迪纳夫也曾直言：“我不相信你们能做出可以使用的固态电池。”
面对国际权威的质疑，陈立泉内心始终憋着一股劲。“最关键的是解决界面问题，让其实现有效导电。”他带领团队一直试图解决在固态电池中持续保持固固接触这一世界级难题。
功夫不负有心人，2016年，陈立泉和李泓创新性提出原位固态化技术路线，在国际上率先解决了固固接触的世界难题，形成了固态电池整体解决方案。
“这是创新性很强的研究，就像中国锂电池是由跟跑到领跑，最终我们希望固态电池也全面领跑。”陈立泉说。
2023年，陈立泉团队研发的全球量产能量密度最高的固态动力电池，成功应用于新能源汽车。同时，全球首套兆瓦级固态储能系统也实现示范运行。
正是因为在电池研究方面的一系列杰出贡献，陈立泉获得了国家最高科学技术奖。面对这份殊荣，他的反应却异常平静。“说实话，我对得奖这事向来不感兴趣。”他坦言，“我当年上大学连铺盖都没有，全靠国家的助学金读完书。我的一切都是国家培养的，我这一辈子，能为国家做点事是理所应当的。”
这份淡泊与赤诚，让他的目光始终投向前方。如今，陈立泉的愿景早已超越单一技术领域，指向国家能源安全的全局。
针对锂资源可能被“卡脖子”的风险，陈立泉等还在国内率先开启了无资源束缚的钠离子电池研究，并在该领域取得了突破性成果。
“我们发展电动车，不仅仅是为了交通出行，更是出于能源安全的长远考量。”基于我国“富煤、贫油、少气”的能源禀赋，陈立泉提出了“电动中国”构想，其核心内涵包括交通电气化、设备智能化以及能源低碳化。
“现在，国家大力支持固态电池研发。长远来看，固态电池必将成为引领‘电动中国’的核心力量。”陈立泉说出了他的希望，“未来地上的汽车、高铁，天上的飞机，水上的船舶都能够电动化，这是一项极具创新性的研究，更是一份关乎国家能源安全与可持续发展的时代使命，我们必须做好。”
记者手记
陆成宽
采访陈立泉院士之前，我做过不少功课。可准备好的开场白还没来得及说出口，陈院士便微笑着摆了摆手，示意我不必着急提问。他转过身，不紧不慢地打开电脑，调出一份PPT。“你们关心的问题，我提前了解了一下，干脆整理成一个汇报，我先讲，讲完你们再有啥问啥。”
就这样，采访以一种“反客为主”的方式开始了。后来我才知道，这不是临时起意。每次接受采访前，他都会提前搜集记者关心的问题，根据问题准备材料。在他眼里，科学容不得半点含糊，面对媒体，更要把事情的来龙去脉讲清楚、讲准确。
更让我惊讶的，是他的精力。PPT一讲就是一个多小时，从少年时煤油灯下读书的经历，讲到磷酸铁锂、钴酸锂专利官司的来龙去脉，再到固态电池、钠离子电池等的最新进展，条理清晰，数据信手拈来。中间我几次担心他太累，他却丝毫没有停下来的意思。两个多小时过去，他依然声音洪亮，说到兴奋处，眼睛里闪着光。
陈院士86岁了。可你坐在他对面，完全不会想到这个数字。那些跨越半个世纪的往事，他记得清清楚楚：哪一年去了德国，什么时候取得了什么成果……仿佛一切都发生在昨天。
让我印象最深的，不是他的记忆力，而是贯穿整个讲述的那股劲儿。
他反复说一句话：“我的一切都是国家培养的。”从山村走到北京，从晶体研究转向电池攻关，他这一生的每一次转向，都不是为了自己。
而在所有的讲述中，他最看重、讲得最细的，始终是基础研究。他讲这些时，语速会放慢，像是要把每一个科学发现的逻辑都刻进你的脑子里。“基础研究，是我们的底气，是产业不被‘卡脖子’的底牌。”这句话，他说了很多遍。
采访结束，他起身和我们告别，精神头依然很足。工作人员告诉记者：“陈老师昨晚一直在准备PPT，改到很晚。”听到这话，我脚步顿了一下。一位为国家锂电池事业奋斗了一辈子的老人，到了这个年纪，面对一场普通的采访，依然一丝不苟，没有半分敷衍。这种认真负责的精神，让人肃然起敬。
从当年煤油灯下向往电灯电话的少年，到今天仍在为“电动中国”奔走呼吁的院士，陈立泉一直保持着“满电”的状态。而驱动他的能量，始终来自那个最简单也最坚实的源头：国家需要。
编辑：王璠
审核：朱丽

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陈立泉：一片痴心系锂电

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