“假如掉败了呢?”
“成与不成，这辈子只干这一件事。”
当浩繁人聚焦锂离子电池的时辰，他把眼光转向了“冷门”的钠离子电池，这“一眼”就是10年，也是这“一眼”打开了钠离子电池财产化的年夜门。此时的胡勇胜，不仅是中国科学院物理研讨所研讨员，仍是中科海钠的开创人。
不久前，中科海钠出产的全球首款具备自立常识产权的钠离子电池实现量产，今朝电芯产能可达30万只/月。
全球首辆钠离子电池低速电动车表态中科院物理所九十周年所庆 胡勇胜供图
从“桂林一枝”到“珠联璧合”
历经200余年的电池在新一轮能源革射中迎来“年夜浪淘沙”。二十世纪九十年月，在浩繁二次电池中，锂离子电池率先捉住机会强劲成长。
据中关村储能财产技巧同盟2019年统计数据显示：在全球电化学范围储能示范项目中，锂离子电池的占比高达80%。
然而锂离子电池却面对无法躲避的“天花板”。“在二次电池中，锂离子电池的机能虽是最好，但锂资本的储量有限，且70%散布在南美洲，而今朝我国80%锂资本依靠入口。锂离子电池难以统筹电动汽车和电网储能两年夜财产。”胡勇胜告知《中国科学报》。
“桂林一枝”的锂离子电池已无法周全转变传统能源构造，“百花齐放”的二次电池中，替换或弥补锂离子电池的储能技巧成为国际新能源技巧的竞争热门。
不仅如斯，曾经的“主力队员”铅酸电池因其不成避免的情况污染及无法知足新国标尺度面对“退役”题目，2019年4 月，《电动自行车平安技巧规范》强迫性国度尺度划定电动自行车的整车质量(含电池)不高于55kg，但今朝市场上铅酸电池电动自行车重量广泛超70kg。
“今朝碳酸锂大要4万元/吨，假如用锂离子电池替换铅酸电池，电动自行车的本钱将年夜幅上涨。而碳酸钠均匀仅有2千元/吨，用钠离子电池替换铅酸电池的上风显而易见。”胡勇胜告知记者。
在胡勇胜看来，钠离子电池具备低本钱、长命命和高平安机能等上风，不仅能在必定水平上成为锂离子电池的弥补，缓解锂资本缺乏的题目，还能慢慢替换情况污染严重的铅酸电池，包管国度能源平安和社会可连续成长。
值得一提的是，钠离子电池宏大的储能市场还包含光伏、风能等新能源接进储存体系。据懂得，2018年我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度电。胡勇胜指出：“储能是智能电网的主要环节，钠离子电池因其本钱及资本上风将在年夜范围储能市场中年夜有作为。”
“此外，钠离子电池凭借其诸多上风还有看在低速电动车、电动船、数据中间、通信基站、家庭/产业储能范畴快速成长。”胡勇胜表现。
钠离子电池电动自行车在中科院物理所开展内部测试 胡勇胜供图
中科院物理所和中科海钠设计制作的全球首辆钠离子电池低速电动车 胡勇胜供图
“要做用户最须要的”
近年来，国际范畴纷纭加码钠离子电池研发。2020年，美国能源部明白将钠离子电池作为储能电池的成长系统;欧盟储能打算“电池2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池系统的首位。
现实上，在胡勇胜团队开展钠离子电池研讨时，固然钠离子电池不是热点范畴，但已有其他团队在研讨，但胡勇胜给本身定了“做科研就要做用得上的研讨，做用户最须要的钠离子电池”的目的。
“我们要做老苍生能买得起的低本钱、高平安的电池。”为此，下降电池正负极资料本钱成为胡勇胜团队起首思虑的主要课题。现实上，今朝锂离子电池常用的活性元素是Ni和Co，但本钱较高，可否找到又有活性本钱又低的元素替换呢?经由过程不竭的研讨，胡勇胜团队惊喜地发明Cu在钠离子电池中不单具有活性，并且本钱只有Co的1/4和Ni的1/2，恰是替换Ni和Co的“完善”元素，颠末多年的摸索，胡勇胜团队终极胜利研制出Cu基钠离子层状氧化物正级资料。
挑衅相继而至，可否下降钠离子电池负极资料本钱呢?“那时，石墨作为成熟的锂离子电池负极资料却几乎不具备储钠才能;无定形硬碳是浩繁研讨的核心，但价钱较高。经由过程对碳源先驱体进行调研，我们发明无烟煤的本钱均匀1800元/吨，假如用无烟煤制备无定形碳负极资料将有利于年夜幅下降电池本钱。基于如许的斟酌，我们当即开端试验，终极研制出了无烟煤基钠离子电池负极资料。”胡勇胜回想道。
在团队成员、中科院物理所副研讨员陆雅翔看来，胜利下降钠离子电池本钱的要害在于敢于另辟门路、勇敢立异。“在那时，国表里对钠离子电池的研讨重要集中于鉴戒锂离子电池的研发思绪，所以迟迟没有冲破性的进展，我们没有追随大师的脚步，而是另辟门路，勇敢测验考试，挑衅别人疏忽的、以为不成能的途径。”
在霸占钠离子电池正负极资料本钱题目后，胡勇胜团队持续深刻发掘钠离子电池的其他上风，发明钠离子电池不仅拥有更好的平安性，在碰到零下40度的低温时，钠离子电池汽车还能开释80%的电量，比锂离子电池汽车加倍“耐冷”。“此外，钠离子电池汽车充电速度更快，仅需20分钟，接下来将挑衅10分钟的充电速度。”胡勇胜告知记者。
对于电池制备而言，树立完全的出产线不仅主要并且投资宏大，值得一提的是，钠离子电池可以直接应用锂离子电池的出产线，无需重建。“不久前，我们应用锂离子电池出产线出产了8万支钠离子电池。正由于可以直接应用锂离子电池的出产线，钠离子电池市场化的速度将更快，可以站在前人的‘肩膀’上，我们也无比感谢。“胡勇胜表现。
今朝，胡勇胜团队在钠离子电池正负极资料、电解液等要害资料系统和电芯制作、装配工艺等工程技巧上都已具备完整自立研发才能，产物焦点专利已获得中国、美国、欧盟等多个国度和地域的授权。
中科院物理所和中科海钠设计制作的全球首座百千瓦时钠离子电池储能电站 胡勇胜供图
面前有财产 脚下有科研
现实上，胡勇胜与物理所的缘分已有20年。2001年，胡勇胜便来到物理所攻读博士学位，师从陈立泉院士，也恰是这一份师生谊转变了胡勇胜将来的职业生活。
博士结业后，胡勇胜先后到德国和美国进修，就在完成学业之时，陈立泉接洽胡勇胜，盼望他能回到物理所工作。
“我绝不迟疑地就回来了，由于我的导师和团队凝集力。陈教员始终心系国度能源平安，从久远动身推进电动中国幻想的实现，不畏艰苦，敢于挑衅，这种家国情怀和科研精力令我敬仰。此外，陈教员满心栽培学生，他率领下的团队有***、有幻想、有情怀，我很是爱好团队的科研气氛。”胡勇胜回想道。
在那时，团队成员都为本身设定了研讨标的目的和目的，“做用户最须要的钠离子电池，这辈子只做这一件事”恰是胡勇胜为本身定的目的。
“那时国内的科研前提跟着国度的成长有了很年夜的改良，此外，中科院也供给了很好的科研平台和转化平台，作为科研职员，假如我们还不克不及做出点成就，就真的太对不起国度，对不起教员了。”胡勇胜坦言，“现实上，我也想过可能掉败，但假如大师都在张望一个范畴时，它可能是机会，假如大师都已经开端做了，可能它就不再是机遇了。”
建立目的轻易，将目的酿成实际并非易事。付诸实践的头几年，是胡勇胜最艰苦也最难忘的时间。“因为国际上关于钠离子电池的研发并没有本质性进展，良多要从零开端。那些年，我们天天都在挖空心思地研讨钠离子电池技巧，’凌晨捧着盼望来，晚上带着扫兴回是常态，那是研发最困苦的时代，也是我最宁静思虑且难忘的时间，这为钠离子电池胜利研发奠基了坚实的基本。”胡勇胜回想时感叹道。
在胡勇胜看来，财产化与做科研完整分歧，“基本研讨夸大前沿性，而财产化要做以用户为导向和市场须要的产物，不克不及为了新而新。此外，试验室研讨阶段良多题目是看不见的，而当进进工程化阶段后，要包管产物的一致性和稳固性是很有挑衅的工作。”
酒喷鼻也怕小路深，寻找投资人和合作者，为科研结果注进转化本钱，是每个科研结果转化征程中的必经且不易之路。财产化初期，出差作陈述、谈合作、找厂家是胡勇胜的常态，为此他风趣地说道：“那些年，我不是在出差，就是在出差的路上。”
在陆雅翔看来，不管再忙，胡勇胜城市“挤”时光思虑电池的技巧研讨，跟团队切磋灵感和难点，“胡教员总有效不完的精神，即使再忙他城市应用零星的时光浏览最新文献，存眷科研最新动态，思虑题目的解决计划，这种勤恳和科研热忱也鼓励着团队。”
跟着钠离子电池产物的优胜机能和低廉本钱逐渐被国表里所承认，胡勇胜也从最初的自动找合作，改变为越来越的合作“找上门”，财产化的“曲折小路”逐渐走成了“平坦大路”。
十年磨一剑，本年，是胡勇胜团队深耕钠离子电池的第10年，也是中科海钠市场化的“拂晓”之刻，他对将来布满了等待，等待钠离子电池走进平常苍生家，等待钠离子电池成为守护国度能源平安的“主力军”，“但科研是财产化的基本，在率领团队财产化的同时，还必需潜心科研，为钠离子电池实现充电更快、能量密度更年夜、平安性更高、本钱更低的将来夯实基本。“
“高山仰止，景行去处，虽不克不及至，然心憧憬之。“胡勇胜感叹道。
