近年來,隨著電動汽車興起,電池起火等安全問題備受關(guān)注。從2017年回國至今,哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、“青年科學(xué)家工作室”負(fù)責(zé)人王家鈞始終在尋找這一難題的破解之路。
“我目前的工作是給電池的健康狀態(tài)做診斷,簡單來說相當(dāng)于給電動汽車使用的鋰電池進行‘三維腦部CT’,及時發(fā)現(xiàn)不足和隱患,為其修復(fù)、改進、完善提供科學(xué)精準(zhǔn)的參考。”談起自己的研究領(lǐng)域,王家鈞興奮不已。大家叫他“電池醫(yī)生”。
王家鈞出生于1981年,17歲時考入哈爾濱理工大學(xué)化學(xué)系,隨后在哈爾濱工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系攻讀了化學(xué)專業(yè)的碩士、博士。那時,他對一切未知的科學(xué)奧秘保持著濃厚的興趣,養(yǎng)成了良好的學(xué)術(shù)習(xí)慣,慢慢地堅定了未來從事科研的信念。
2008年,王家鈞出國深造。他先到加拿大西安大略大學(xué)攻讀博士后,隨后在國外兩家實驗室工作。他一直致力于發(fā)展同步輻射多維成像技術(shù),并將其應(yīng)用于新能源材料研究。
“身在異鄉(xiāng),心系祖國。”王家鈞說,國內(nèi)新能源行業(yè)迅猛發(fā)展,電池企業(yè)不斷增加,產(chǎn)業(yè)化進程不斷推進。他發(fā)現(xiàn),一些領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)研究相對薄弱,內(nèi)心便涌起一股沖動——結(jié)合自己了解的先進技術(shù),推動電動汽車電池領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)取得高質(zhì)量發(fā)展。
2017年,在反復(fù)考量幾個月后,王家鈞下決心回國發(fā)展。“國家大力支持海外科研人員、留學(xué)生回國就業(yè)創(chuàng)業(yè),出臺了一系列好政策。雖然放棄眼前喜歡的工作、優(yōu)厚的待遇,內(nèi)心不舍,但我相信,換個陣地好好干,一定可以為國家發(fā)展做點事情。”他說。
新能源技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)的高新技術(shù),電池行業(yè)作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分,已成為全球研究熱點。王家鈞回到母校哈工大任職,帶領(lǐng)團隊開啟嶄新的全固態(tài)電池研究。他們將目光聚焦固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù),探索利用X射線同步輻射成像技術(shù),開展電池失效與安全改進研究。
然而,固態(tài)電池及其材料的生產(chǎn)工藝和設(shè)備不太成熟,需要做大量摸索性工作,課題失敗的風(fēng)險很大。即便如此,王家鈞仍要“啃硬骨頭”。
“科研沒有捷徑,只有認(rèn)真思考、善于總結(jié)、注重細節(jié),經(jīng)歷無數(shù)次跌倒再重新來過。”王家鈞舉例說,在硫化物固態(tài)電池方面,很多文獻對實驗細節(jié)描述得并不具體。從電解質(zhì)合成到全電池組裝,從測試模具到試驗方法,他和學(xué)生一點點摸索,花了近兩年時間,完成了第一個固態(tài)電池相關(guān)工作。
經(jīng)過4年多發(fā)展,王家鈞所在團隊已小有規(guī)模,有博士后2人、博士11人、碩士14人。截至目前,團隊獲得發(fā)明專利8項,在《自然》子刊等國際刊物發(fā)表論文40余篇,一系列具有國際領(lǐng)先水平的原創(chuàng)性研究成果為開發(fā)高容量、高安全鋰電池提供了新的視角。
面對科研成果,王家鈞說,不論是起步時的百余平方米獨立實驗室,還是發(fā)展所需的科研經(jīng)費資助、科研項目申請,都離不開學(xué)校、學(xué)院及研究所給予的支持。
“科研成果要轉(zhuǎn)化好,不能躺在實驗室里睡大覺。”王家鈞介紹,面向民生和工業(yè)界需求,團隊的相關(guān)技術(shù)成果得到了多家研究院所和行業(yè)龍頭企業(yè)的應(yīng)用和認(rèn)可,進一步提高了電子產(chǎn)品高容量電池的安全性。企業(yè)從中受益,實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。
“眼下正是創(chuàng)新的時代,科技創(chuàng)新的意義尤其重大。作為新時代的科研工作者,要堅持國家的需要就是奮斗方向,潛心做真正有用的科學(xué)。”在王家鈞看來,將個人成長同國家命運緊密聯(lián)系在一起,不斷突破創(chuàng)新、追求卓越,才能讓生命綻放出絢麗之花。
原標(biāo)題:王家鈞:給汽車鋰電池做“三維腦部CT”