从跟跑到领跑

当时，物理所生产的电池的市场主要面向两轮车，以及电视台等媒体的摄影摄像设备。

黄学杰讲了一个小“插曲”：2001年，中国科学技术协会（以下简称中国科协）在长春举办学术年会，时任中国科协主席、第九届全国人大常委会副委员长周光召和著名物理学家杨振宁为黄学杰颁发了中国科协“求是杰出青年成果转化奖”。颁奖仪式后，周光召问黄学杰：“锂电池做得怎么样？产品应用情况如何？”黄学杰回答：“记者的摄像机电池就是我们的首个产品。”

周光召听后，便请相关同志去看看，参会的7家电视媒体用的是哪种品牌的电池。结果令人惊喜：有4家用的都是物理所的电池，另外3家用的是外国品牌。

周光召倍感振奋，回京后不久就到北京星恒实地探访。不仅如此，他还力邀时任科技部部长徐冠华到该企业考察。这极大鼓舞了研发团队的斗志，激励着他们乘胜前进，推动中国锂离子电池迈上新台阶。

但是，做摄像机、电动自行车电池毕竟只是“小目标”，制造汽车动力电池才是陈立泉和黄学杰的终极梦想。

随着时间推移，基础研究取得重要突破性进展。材料是锂离子电池的关键，一代材料决定一代电池。对于一块电池，制造成本只占20%，材料成本则占80%。

物理所研究员李泓还是博士生的时候，就发明了纳米硅负极材料，并申请了世界第一个纳米硅负极材料专利，这一材料可显著提升锂离子电池的能量密度。只是当时纳米硅碳负极技术完全不成熟，无法做到中试。

第一代电动汽车电池的正极材料是锰酸锂，它是由诺贝尔化学奖得主约翰·班尼斯特·古迪纳夫于1983年发明的。1997年，古迪纳夫团队又发明了更加稳定安全的正极材料——磷酸铁锂，这是目前电动汽车、电动大巴、电动船舶等电动交通工具使用的主流材料。

物理所在极其有限的科研条件下，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，不仅制备出正极材料钴酸锂、锰酸锂和三元正极材料，还对其进行改性，使其具有自主知识产权。他们对磷酸铁锂进行体相掺杂改性，让工艺更简单、性能更好，并申请了发明专利，打破国外原始专利对磷酸铁锂材料的垄断。

“第一代和第二代动力电池由外国人先做出来，中国的锂离子电池则首先从中国科学院诞生。在这个过程中，我们实现了从第一代的跟跑到第二代的并跑。”黄学杰和陈立泉在思索，“到了第三代，我们能不能赶超、领先？”

进入21世纪，中国要力争在锂离子电池赛道上跑得更快一些。

向着这个新目标发力，科学家需要敢于“下海”，也要舍得“上岸”。

2006年，苏州星恒年销电池两万余套，达到收支平衡，同时产品销往国际市场。“市场接受我们的产品了。”同年，黄学杰卸下苏州星恒技术副总职务，返回北京，投身第三代电池的研发。

2009年，在一次讨论会上，陈立泉作了《中国锂电如何突围》的报告，提出锂电突围取决于三个方面——对基础研究的重视、政府和企业家的资金投入，以及正确的国家战略。锂电池生产商ATL（宁德时代前身）董事长张毓捷听完，马上与陈立泉击掌盟誓，“实现中国锂电突围从ATL开始！”2011年，全中资公司宁德时代横空出世。

近10年来，在党和国家的大力支持下，宁德时代等锂电池生产企业与科技界通力合作，发扬“三千越甲可吞吴”的精神，使我国锂电池实力迅速上升，产品竞争性极大增强。2014年，中国锂离子电池的国际市场占有率已为世界第一。近些年，全球排名前十的锂电企业中，中国企业有6家。

陈立泉和黄学杰团队在第三代锂离子电池的基础研究上取得了系列突破，其中他们基于镍锰尖晶石高电压正极材料研发的锂离子电池中试即将完成，能量密度比第二代的磷酸铁锂电池提升50%以上，量产后预期成本也明显下降。

（来源：《中国科学报》）