素心為科研 何懼前路遠(yuǎn)
——記桂林電器科學(xué)研究院有限公司副總經(jīng)理朱凌云

□ 李曉文

一個人做某事的底氣，除了外在的支撐，更重要的是他內(nèi)心的強(qiáng)大。了解過桂林電器科學(xué)研究院有限公司副總經(jīng)理朱凌云后，記者對這句話有了更深刻的理解。

他自信、開朗、善于交談，面對采訪，不拘謹(jǐn)也不刻意，像和一位老朋友聊天一樣和記者分享著他的事業(yè)與思想。這位已過知命之年的科研者回國還不到4年，帶著一支不算大的團(tuán)隊，在新一代全固態(tài)硫化物系鋰離子電池研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了一系列與當(dāng)前的日本同行同等水平的科研成果。

在談到自己的研究時，他眼睛里閃耀著些許的光芒，從容不迫的語氣里偶爾會透露一點小激動。關(guān)于全固態(tài)電池在國內(nèi)的發(fā)展，他肯定地說道：“全固態(tài)電池的前景很好，未來，一定會實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！?/p>

知命之年再出發(fā)

1984年，19歲的朱凌云從合肥工業(yè)大學(xué)粉末冶金專業(yè)畢業(yè)后，進(jìn)入桂林電器科學(xué)研究所從事電工合金材料研究工作。在桂林電器科學(xué)研究所，朱凌云從合金熔煉到加工，掌握了電工合金材料生產(chǎn)的多項技術(shù)，作為主要參加人的研究項目也獲得了原機(jī)械工業(yè)部科技成果二等獎，因工作能力出色，30歲便當(dāng)上了桂林電器科學(xué)研究所電工合金分所的副所長。

1994年，朱凌云作為代表參加了原機(jī)械工業(yè)部電工合金材料的對外訪問技術(shù)交流團(tuán)，前往德國、美國等國家進(jìn)行訪問交流。在美國的一家先進(jìn)材料公司里，他就相關(guān)領(lǐng)域向一個女博士提問了一個問題，那位女博士在向他解釋以后，對他說了一句：“這對你們來說太難了?！迸┦空Z氣里的不屑讓要強(qiáng)的朱凌云深受觸動，“美國人能做到的，我們中國人當(dāng)然也能做到”。于是，1998年，已經(jīng)工作14年的朱凌云思考再三之后，決定放棄國內(nèi)的一切前往日本攻讀博士，進(jìn)入日本國立九州大學(xué)綜合理工學(xué)院學(xué)習(xí)量子理工學(xué)專業(yè)。

2004年，朱凌云博士畢業(yè)后進(jìn)入日本神戶制鋼集團(tuán)綜合研究所從事半導(dǎo)體材料及車載動力鋰離子電池的研究工作。在這里，他工作了10多年，積累了豐富的科研經(jīng)驗和極強(qiáng)的科研能力。2015年，在桂林電器科學(xué)研究院老院長的召喚下，他全職回國，開始領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊從事新一代全固態(tài)硫化物系鋰離子電池研究工作并設(shè)立桂林動力電池實驗室。

當(dāng)時，全固態(tài)電池的概念在我國還未明確，很多人對此沒有過多的認(rèn)識。所以，當(dāng)朱凌云提出要研發(fā)全固態(tài)電池時遭到了質(zhì)疑：鋰離子能在粉末與粉末之間實現(xiàn)完美的傳導(dǎo)嗎？

朱凌云與學(xué)生在實驗室

面對這些疑問，朱凌云并沒有做過多的解釋，因為他知道有時候行動往往比語言更重要。在廣西區(qū)政府科技廳和桂林市科技局的項目支持下，2016年7月到2017年7月，朱凌云通過帶領(lǐng)實驗室團(tuán)隊組裝紐扣測試電池為團(tuán)隊年輕人補(bǔ)好基礎(chǔ)，并在這段期間完成了高鎳三元正極材料粉末（鎳鈷錳成分比例為7∶2∶1的(LiNixCoyMnzO2)）前驅(qū)體合成及鋰化合工藝研究。他們合成的一次顆粒粒徑小于800納米，二次顆粒粒徑約5微米，在0.2C充放條件下可穩(wěn)定在190mAh/g，1C充放條件下可穩(wěn)定在180mAh/g，正極粉末性能穩(wěn)定。同時研制的納米泡沫硅粉性能優(yōu)良，由這種納米泡沫硅粉試制的含硅40%的硅碳負(fù)極，其比容量高于1200mAh/g, 首次充放電庫侖效率高于90%，在100次充放電后的比容量高于1000mAh/g，屬國內(nèi)領(lǐng)先水平，研究結(jié)果也于2017年11月在日本福岡召開的第58回電池討論會公開報告，研制的納米泡沫硅粉樣品被日本的汽車公司電池研究部認(rèn)可，達(dá)成合作評價意向。

2017年8月，朱凌云參加了陳立泉院士主持的無錫第三屆全國固態(tài)電池技術(shù)研討會，在會上報告了“全固態(tài)電池正極顆粒和硫化物系固體電解質(zhì)的界面變化”研究結(jié)果，至此，國內(nèi)同行才知道桂林還有一個團(tuán)隊在從事硫化物固體電解質(zhì)全固態(tài)鋰電池研究工作。

“對全固態(tài)電池的發(fā)展有信心”

全固態(tài)鋰電池已成為全球新一輪電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資熱點，日本、韓國、德國、美國、法國以及我國的諸多汽車公司和電池企業(yè)及研究單位已投入開發(fā)固態(tài)電池，上市公司和創(chuàng)業(yè)公司也紛紛加入，希望未來成長為一個超級明星企業(yè)。

那么，什么是全固態(tài)鋰電池？相比傳統(tǒng)鋰電池，全固態(tài)鋰電池又有著哪些優(yōu)勢？

“全固態(tài)電池就是電池所有組成的材料都是以固態(tài)形式存在的，沒有液體。它采用了全新固態(tài)電解質(zhì)取代當(dāng)前有機(jī)電解液和隔膜，具有高安全性、高體積能量密度?！敝炝柙平庾x道。具體來說就是，全固態(tài)鋰電池采用了高安全性的不燃燒的固體電解質(zhì)，不含易燃性的有機(jī)電解液和有機(jī)隔膜，不會著火，安全性得到大幅提高；采用了高比容量的正極、固體電解質(zhì)和高比容量的鋰金屬薄膜負(fù)極直接疊加復(fù)合串聯(lián)的簡約結(jié)構(gòu)，相比使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)鋰電池，減少了如電解液和電池外殼這類占有電池重量卻對提高電池能量密度沒有幫助的組分，從而在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)電池能量密度的提升，其理論壽命可以是傳統(tǒng)鋰電池的4倍。

時至2018年，朱凌云帶領(lǐng)著實驗室團(tuán)隊開始陸續(xù)發(fā)表研究成果。在前期研究中，朱凌云團(tuán)隊完成了硫化鋰硫化磷系固體電解質(zhì)粉末制備工藝研究，實驗室生產(chǎn)的鋰硫磷樣品固體電解質(zhì)粉末薄膜的鋰離子傳導(dǎo)率為1.5x10-3S/cm，最新研發(fā)的鋰硫磷氯及鋰硅磷硫氯系列固體電解質(zhì)粉末薄膜樣品的鋰離子傳導(dǎo)率為2.6×10-3S/cm，已接近日本產(chǎn)品的技術(shù)水平。部分固體電解質(zhì)粉末已供給國外汽車公司技術(shù)中心和大學(xué)研究團(tuán)隊使用，在固體電解質(zhì)粉末方面已獲得中國授權(quán)專利5件，在硫化物固體電解質(zhì)粉末生產(chǎn)方面達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

如今，研究團(tuán)隊利用桂林電器科學(xué)研究院設(shè)計制作的固體電解質(zhì)及全固態(tài)電池專用測試模具，在規(guī)范的測試條件下，完成了硫化物系固體電解質(zhì)粉末成型技術(shù)、高容量正極材料粉末表面的納米保護(hù)層形成技術(shù)、高容量負(fù)極制備技術(shù)研究，粉末壓制的實驗電池按正極計比容量已高于100mAh/g。這一成果增強(qiáng)了實驗室團(tuán)隊年輕學(xué)者的信心，也打破了當(dāng)初對全固態(tài)鋰電池的質(zhì)疑。

目前，團(tuán)隊正在研究開發(fā)固體電解質(zhì)粉末薄膜涂布致密化技術(shù)，按計劃在2019年內(nèi)完成全固態(tài)電池組裝工藝技術(shù)研究，研制的初期目標(biāo)是能量密度達(dá)到250Wh/kg，經(jīng)逐步改進(jìn)提高電池性能，最終研發(fā)能量密度≥400Wh/kg，循環(huán)壽命≥1000次的全固態(tài)硫化物系鋰電池電芯。

對于全固態(tài)鋰電池的發(fā)展，朱凌云表示很有信心。在他的規(guī)劃中，未來1～2年內(nèi)，他們將打通硫化物固體電解質(zhì)全固態(tài)鋰電池的工藝生產(chǎn)路線，然后逐步推動全固態(tài)鋰電池在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化。

重視團(tuán)隊的力量

朱凌云很重視團(tuán)隊的搭建和管理，他認(rèn)為團(tuán)隊協(xié)作和團(tuán)隊精神是研究的重要基礎(chǔ)?！蔼毮倦y成林”，一個人的力量是有限的，但一個團(tuán)隊的力量卻是無窮的。他強(qiáng)調(diào)奉獻(xiàn)精神，卻也積極保障團(tuán)隊成員的個人利益。他希望他可以領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊成員將科研化為效益，以此來提高他們的個人收入。

目前，朱凌云的團(tuán)隊已經(jīng)達(dá)到了16人，分為電池材料研究組、電池工藝研究組和電池控制系統(tǒng)（BMS）研究組3組。盡管相對而言團(tuán)隊算不上大，但團(tuán)隊的研究創(chuàng)新性明顯，現(xiàn)有結(jié)果也屬國內(nèi)前列，初期投資還將為桂林電器科學(xué)研究院的研究帶來新型模式，社會效益明顯，投資風(fēng)險較低。這一切都有賴于朱凌云多年豐富的科研經(jīng)驗和正確有力的領(lǐng)導(dǎo)能力。

朱凌云坦言，在打通硫化物固體電解質(zhì)全固態(tài)鋰電池的工藝生產(chǎn)路線后，全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化一定會和企業(yè)進(jìn)行合作?！拔覀兿胱龀梢粋€創(chuàng)新團(tuán)隊的模式，這個團(tuán)隊不是只有我們十幾個人，而是我們研究院與外面的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)，從而形成一個利益共同體?！蹦壳?，團(tuán)隊的研究結(jié)果已受到廣州鵬輝新能源有限公司、國軒電池有限公司的關(guān)注，洽談合作和要求投資的意向明顯，廣西區(qū)屬國資百礦集團(tuán)也與之簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。

對自己的人生，朱凌云一直是一個“有情懷的樂觀者”?！白凤L(fēng)趕月莫停留，平蕪盡處是春山”。不論是當(dāng)初放棄國內(nèi)的一切留學(xué)日本，還是十幾年后放棄日本的一切回歸祖國，他都在眼前的安穩(wěn)與遠(yuǎn)方之間選擇了遠(yuǎn)方。三十而立，五十知天命，兩次放棄，兩次新開始，對朱凌云而言，每一次的出發(fā)等在前面的都是前景正好。