中国科学院物理所开发的半固态锂电池已经实现商业应用

视频中出现的这块手掌大小的电池是由中国科学院物理所开发，并已经实现商业应用的半固态锂电池，和我们目前市场上广泛使用的液态锂离子电池相比，它的能量密度更高，能够平均延长无人机飞行时间20%，能够使电动汽车一次充电续航里程超过1000公里，是目前国际上最先进的新能源电池之一。电池最核心的关键技术是什么？我国科研人员又是如何通过基础研究突破逐步带动我国电池产业强势崛起的？

不久前，我国2024动力电池产业发展指数发布，在这份全球指数中，我国动力电池企业全球市场占有率2023年已达62.9%，其中磷酸铁锂电池市场份额在逐年增加。如今，我国锂电池领域的异军突起令人振奋，但鲜为人知的是，这些成绩的背后离不开一支在该领域潜心耕耘40多年的科研团队。

1976年，36岁的陈立泉得到中国科学院公派德国交流的机会，从事晶体生长研究。然而才交流了没多久，陈立泉却突然给院里写信说自己想改行。

中国工程院院士 中国科学院物理研究所研究员陈立泉：改行一个很重要的原因，想为国家做一件事情。到了德国马普固体所，当时它的全所都在研究氮化锂这个材料，一个德国朋友告诉我说这个材料可不得了，将来可以去做固态电池，可以去开汽车，那么我马上就对这个非常感兴趣了。

当时，我国应用的主要是铅酸电池和镍镉电池，陈立泉想要研究的氮化锂在那个连自行车都还未普及的年代，并不为人所知。所幸他转方向的申请得到了中国科学院的批准，于是陈立泉先完成了原计划的晶体生长交流任务之后，就一头扎进了全新的固态离子学领域，研究超离子导体。

1978年，陈立泉回国，在多方支持下，正式开启了固态离子学的相关基础研究，中国科学院也预见性地看到了这个领域可能的前景，连续3个五年计划都将固态离子学和锂电池列为重点或重大项目，为研究提供了基础保障。1988年，我国第一块固态锂电池在中国科学院物理所诞生，但此时距离商业化应用还非常遥远。而很快，1991年，日本索尼公司宣布液态锂离子电池实现商业化，我国传统电池产业面临巨大冲击，陈立泉立马决定先放下固态锂电池的研究，转攻锂离子电池的研究。

中国工程院院士 中国科学院物理研究所研究员陈立泉：咱们这个国家需求什么，我们就做什么。

在当时极其有限的科研条件下，陈立泉他们不仅研究了锂离子电池正极材料的制备方法、基本特性和材料性能，取得了一系列基础研究方面的突破性进展，还依靠自制的设备、国产原材料和自主技术，建成了我国第一条正式投产的锂离子电池中试生产线，为探索我国锂离子电池产业化道路作出了重大的基础性贡献。

中国工程院院士 中国科学院物理研究所研究员陈立泉：一个新的东西，如果没有基础研究的话根本不行，之前我做了一个报告，就是中国锂电怎么突围，我说一个是我们要加强基础研究，第二个要加大投入，第三个国家要有战略的布局把基础研究放在第一。

凭借着科研团队扎实的基础研究和在核心技术、关键材料上的不断突破，我国锂电池综合实力迅速上升。2014年，中国锂离子电池的国际市场占有率已为世界第一。陈立泉和团队并没有停下攻坚的步伐，而是又重新打起了固态锂电池的主意。

中国科学院物理研究所研究员李泓：液态锂离子电池随着时间的延长，已经达到了一定的瓶颈。我们在很多应用场景比如手机现在有三叠屏、卫星通话，还有人工智能的各种功能的叠加，汽车，我们当然希望一次充电能跑得更远，也希望提高能量密度。所以我们一直以来持续地在推动液态锂离子电池向半固态和全固态电池逐渐转化，全固态电池的初始样品在今年底可以拿出来，我们预期2027年实现初步的产业化和规模量产。

而针对我国锂资源供应链风险问题，中国科学院还提前布局了钠离子电池基础研究，两年时间里，国内首个钠离子软包电池和圆柱电池在物理所相继诞生。

中国科学院物理研究所研究员胡勇胜：钠离子电池和我们现在锂离子电池工作原理是类似的，我们固态离子学实验室在40多年的锂电池的基础研究方面，实际上对于我们研究开辟新的方向——钠离子电池，奠定了非常坚实的基础，现在到了一个爆发的一个阶段。目前我国钠离子电池不论是在材料体系还是电池的综合性能等技术研发方面，还是在产业化的推进速度、示范应用及标准制定等方面都处于国际的前列，已具备先发优势，在国家需要的时候，我们一定会继续挺身而出。