那些年热血时刻（那些年钠些事）

中国锂离子电池奠基人陈立泉院士（左）向胡勇胜（中）讲解最新电池知识。 （资料照片）

洁白的外衣、灵巧的身型，前不久，一批崭新的电动自行车低调亮相中科院物理所园区，作为实验用车进行更为广泛的测试。这批外形闪亮的“小白”有颗特殊的“心脏”——钠离子电池。

与锂离子电池工作原理基本相同，钠离子电池是一种可充放电电池，它依靠钠离子在正负极之间可逆脱出和嵌入实现能量存储与输出。听起来简单，但将其中的关键技术一一攻克并非易事，中国科学院物理研究所研究员、北京中科海钠科技有限责任公司创始人胡勇胜带领他的研究团队，一干就是10年。

“如果失败了呢？”

“从来没有想过这个问题。”面对追问，语速飞快的胡勇胜冲着经济日报记者腼腆一笑。

如今回望，那时胡勇胜的选择，不可谓不冒险。2010年，刚刚从海外学成归来的胡勇胜满怀热忱，将研究目标对准了当时的“大冷门”——钠离子电池时，质疑声纷至沓来。胡勇胜记得，2013年，一家全球知名的锂电池公司对其研究做了一次内部评估，结论是：不看好。

既然如此，为何还要“明知山有虎，偏向虎山行”？胡勇胜扶了扶眼镜，回忆起当年挑战钠离子电池的初衷：在所有电池技术中，锂离子电池的综合性能最优秀，但锂资源储量有限，我国80%锂资源依赖进口。如此一来，锂离子电池很难同时满足我国大规模储能、电动交通工具以及消费电子的需求。

与之形成鲜明对比的是，钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉、环境友好，而且钠离子电池生产还可兼容锂离子电池现有生产设备。“对国家能源安全而言，我国的基本国情为钠离子电池中国产业化提供了发展土壤。”胡勇胜说。

理想很丰满，现实很骨感。正极、负极、电解质，作为组成电池的三大核心材料，一直是学界、产业领域研发的重点。其中，正极材料不仅决定着电池的性能和成本，也是电池容量、电池能量密度能否进一步提高的关键。

怎样才能找到既便宜、性能又好的正极材料？从名目繁多的化学元素周期表上筛选出有效活性元素，就好像在没有提示的情况下走出迷宫，问题与答案都不确定，胡勇胜这一试就是3年。时过境迁，胡勇胜已不记得当初究竟试验了多少种正极材料。他只记得一次偶然的机会，忽然想到儿时老家收破烂的人常说的一个词“破铜烂铁”。“对呀，铜！”一直为找不到正极材料苦闷的胡勇胜突然有种醍醐灌顶的感觉。

的确，与一些贵金属元素相比，铜相对便宜，其成本只有钴的四分之一、镍的二分之一，但是它的“短板”也很明显——在锂电池中没有活性。那么，对于钠离子电池，铜会不会是个例外？又用了两年时间，胡勇胜给出了答案：单纯的铜和钠不会产生活性反应，但选用钠铜铁锰这4个化学元素以合理的比例合成正极材料，不仅具有活性，而且成本足够低廉，这使得钠离子电池的成本优势更加突出。

正极材料的研发暂告一段落，负极材料的研发很快提上日程。经过不懈努力，胡勇胜最终研制出了无烟煤基钠离子电池负极材料。

就这样一点点摸索着前进，胡勇胜带领他的研究团队一路披荆斩棘，陆续研发了低温/室温钠离子电池新型正极材料、电解质材料和负极材料，为钠离子电池的实用化奠定了基础。基于具有完全自主知识产权的材料体系，他们在全球首次实现了钠离子电池的量产，每个月可以生产30万支电芯，并推出了全球首辆钠离子电池低速电动车和全球首座100千瓦时钠离子电池储能电站。目前，其研发的钠离子电池的能量密度已达120瓦时/千克，是铅酸电池的3倍左右。

“今后，低成本钠离子电池有望在低速电动车、电动船、家庭储能、电网储能等领域获得应用。”面向未来，胡勇胜坦言，尽管钠离子电池的综合性能现在已经向锂离子电池靠近，在成本方面展现出显著的优势，储存相同的能量，成本比锂离子电池低30%左右，但并非要取而代之。

“我们希望它能够在未来成为锂离子电池的有益补充，为我国能源安全和社会可持续发展提供保障。”胡勇胜说。

本报记者 沈 慧

来源： 经济日报