【甬派】領軍Talk|姚霞銀：創(chuàng)新“鋰”想的堅守者
甬派客戶端記者 柯善露 孔錫成
如今，全球汽車產業(yè)正從燃油時代的上半場轉入新能源時代的下半場。新能源汽車憑借高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢，越來越受消費者青睞。
但同時，續(xù)航里程不夠、電力的穩(wěn)定安全性等行業(yè)“焦慮”也制約著它的快速發(fā)展。
這些“焦慮”，與新能源汽車的“心臟”——電池有著直接關系。
新能源車的電池，以鋰離子電池為主，要保障動力的持續(xù)輸出，又被稱為“動力電池”。如何提升鋰二次電池的性能，成為汽車產業(yè)發(fā)展的下一個風口。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員姚霞銀，長期從事全固態(tài)鋰電池關鍵材料與技術研究。
“目前的鋰離子電池存在兩大挑戰(zhàn)，一個是它的安全性，另一個就是能量密度，也就是它的續(xù)航能力?！币ο笺y告訴記者，目前團隊正在研究的全固態(tài)鋰電池能同時解決這兩個問題，成為“后鋰二次電池時代”各國研究機構角逐的焦點。
顧名思義，全固態(tài)鋰電池使用的是固體電解質，代替現在商用鋰離子電池中的隔膜和電解液，實現鋰離子的傳導。
自2011年以來，姚霞銀所在的固態(tài)二次電池團隊就開始聚焦硫化物固體電解質材料。
“我們在國內率先研制了一系列室溫電導率超過商用有機電解液的硫化物固體電解質?！币ο笺y說，普通鋰離子電池采用有機電解液來傳導鋰離子，它的電導率在5mS/cm（毫西門子/厘米）左右，他們最初做的硫化物致密固體電解質片的電導率有6mS/cm，經過幾代的升級，目前做到了20mS/cm，傳導效率是普通鋰離子電池的4倍。
率先，意味著沒有經驗可循，要勇闖“無人區(qū)”。對于當時的姚霞銀而言，這更是一項無法想象的挑戰(zhàn)。
2004年，姚霞銀憑借優(yōu)異的成績從蘇州大學保送至中國科學院固體物理研究所，學習高分子材料加工。一年后，他跟隨導師崔平研究員來到寧波材料所，從此扎根寧波。
2009年博士畢業(yè)后，他卻選擇了電池研究領域。“當時全固態(tài)電池研究是一個相對冷門的課題，在國內處于起步階段?！?/font>
從高分子材料到電池領域，是一個很大的轉型。“以前我做高分子材料加工時，一次做的樣品量有好幾公斤，做鋰電池后，一次的樣品量只有幾十毫克，”姚霞銀幽默地說，“剛開始，我生怕一口氣就把樣品吹跑了?！?/font>
放棄學了這么多年的專業(yè)，投身前途未卜的空白領域，是否甘心？姚霞銀笑著說：“說實話，我沒有想很多，我只想著在每個階段做好自己的工作。博士畢業(yè)以后，我仍舊把自己當成學生來看待。”
但姚霞銀心里明白，這條“拓荒之路”注定不坦途。
每天8點半到實驗室，晚上11點多才回家，日復一日，通過3年多的學習，姚霞銀逐漸摸到了鋰電池的“門道”，2011年開始聚焦硫化物固體電解質材料，彼時國內還很少有團隊研究這一領域。
為了拓寬國際視野，姚霞銀先后赴韓國漢陽大學、新加坡南洋理工大學、美國馬里蘭大學等知名大學科研機構，進行儲能材料研究。
“起初，我們只是關注材料的鋰離子電導率，但是一個材料要實現應用，需要滿足眾多指標的要求，比如空氣穩(wěn)定性、溶劑穩(wěn)定性、金屬鋰穩(wěn)定性、顆粒尺寸等?！币ο笺y說，如果這些問題找不到解法，我們做了這么多年的研究成果就只能停留在實驗室階段，它就是一個“沒有用的東西”。
一次次重復又枯燥的實驗，一次次失敗的嘗試……在持續(xù)攻關10年后，姚霞銀終于“守得云開見月明”，成功解決了硫化物固體電解質材料對空氣敏感性、粒徑可控等一系列技術問題，領跑國際先進水平，真正實現了關鍵核心材料的自主可控。
為進一步提升全固態(tài)電池的能量密度，姚霞銀團隊再一次迎難而上，突破了致密薄層電解質膜技術，在國內率先研制出安時級全固態(tài)鋰二次電池單體，形成了全面的從材料基礎研究到電池集成的創(chuàng)新能力，極大推動了我國全固態(tài)二次電池的研發(fā)進程。
“我是一名在寧波材料所土生土長的青年科技工作者。”回首來路，姚霞銀充滿感恩，“這么多年堅持做一件事情很難。我很感謝在我困惑時伸出援手的前輩們，他們給了我很多支持與鼓勵，讓我能在一個領域持續(xù)攻關十年以上?！?/font>
科研永無止境。姚霞銀透露，目前團隊正計劃將幾類關鍵的電解質材料量產，為全固態(tài)鋰電池的研發(fā)提供基礎材料，從而滿足新能源汽車、大規(guī)模儲能以及深海、深藍、深空、深地等國家戰(zhàn)略領域對高安全性儲能器件的需求。
面對未來，姚霞銀滿懷“鋰”想：“相信通過我們的努力，鋰電池可以用得更持久、更安全，為老百姓帶去更多實實在在的便利?！?/font>
?。ㄔ陌l(fā)布于2023年9月15日甬派客戶端）