【甬派】领军Talk|姚霞银：创新“锂”想的坚守者
甬派客户端记者 柯善露 孔锡成
如今，全球汽车产业正从燃油时代的上半场转入新能源时代的下半场。新能源汽车凭借高效、环保、节能等优势，越来越受消费者青睐。
但同时，续航里程不够、电力的稳定安全性等行业“焦虑”也制约着它的快速发展。
这些“焦虑”，与新能源汽车的“心脏”——电池有着直接关系。
新能源车的电池，以锂离子电池为主，要保障动力的持续输出，又被称为“动力电池”。如何提升锂二次电池的性能，成为汽车产业发展的下一个风口。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员姚霞银，长期从事全固态锂电池关键材料与技术研究。
“目前的锂离子电池存在两大挑战，一个是它的安全性，另一个就是能量密度，也就是它的续航能力。”姚霞银告诉记者，目前团队正在研究的全固态锂电池能同时解决这两个问题，成为“后锂二次电池时代”各国研究机构角逐的焦点。
顾名思义，全固态锂电池使用的是固体电解质，代替现在商用锂离子电池中的隔膜和电解液，实现锂离子的传导。
自2011年以来，姚霞银所在的固态二次电池团队就开始聚焦硫化物固体电解质材料。
“我们在国内率先研制了一系列室温电导率超过商用有机电解液的硫化物固体电解质。”姚霞银说，普通锂离子电池采用有机电解液来传导锂离子，它的电导率在5mS/cm（毫西门子/厘米）左右，他们最初做的硫化物致密固体电解质片的电导率有6mS/cm，经过几代的升级，目前做到了20mS/cm，传导效率是普通锂离子电池的4倍。
率先，意味着没有经验可循，要勇闯“无人区”。对于当时的姚霞银而言，这更是一项无法想象的挑战。
2004年，姚霞银凭借优异的成绩从苏州大学保送至中国科学院固体物理研究所，学习高分子材料加工。一年后，他跟随导师崔平研究员来到宁波材料所，从此扎根宁波。
2009年博士毕业后，他却选择了电池研究领域。“当时全固态电池研究是一个相对冷门的课题，在国内处于起步阶段。”
从高分子材料到电池领域，是一个很大的转型。“以前我做高分子材料加工时，一次做的样品量有好几公斤，做锂电池后，一次的样品量只有几十毫克，”姚霞银幽默地说，“刚开始，我生怕一口气就把样品吹跑了。”
放弃学了这么多年的专业，投身前途未卜的空白领域，是否甘心？姚霞银笑着说：“说实话，我没有想很多，我只想着在每个阶段做好自己的工作。博士毕业以后，我仍旧把自己当成学生来看待。”
但姚霞银心里明白，这条“拓荒之路”注定不坦途。
每天8点半到实验室，晚上11点多才回家，日复一日，通过3年多的学习，姚霞银逐渐摸到了锂电池的“门道”，2011年开始聚焦硫化物固体电解质材料，彼时国内还很少有团队研究这一领域。
为了拓宽国际视野，姚霞银先后赴韩国汉阳大学、新加坡南洋理工大学、美国马里兰大学等知名大学科研机构，进行储能材料研究。
“起初，我们只是关注材料的锂离子电导率，但是一个材料要实现应用，需要满足众多指标的要求，比如空气稳定性、溶剂稳定性、金属锂稳定性、颗粒尺寸等。”姚霞银说，如果这些问题找不到解法，我们做了这么多年的研究成果就只能停留在实验室阶段，它就是一个“没有用的东西”。
一次次重复又枯燥的实验，一次次失败的尝试……在持续攻关10年后，姚霞银终于“守得云开见月明”，成功解决了硫化物固体电解质材料对空气敏感性、粒径可控等一系列技术问题，领跑国际先进水平，真正实现了关键核心材料的自主可控。
为进一步提升全固态电池的能量密度，姚霞银团队再一次迎难而上，突破了致密薄层电解质膜技术，在国内率先研制出安时级全固态锂二次电池单体，形成了全面的从材料基础研究到电池集成的创新能力，极大推动了我国全固态二次电池的研发进程。
“我是一名在宁波材料所土生土长的青年科技工作者。”回首来路，姚霞银充满感恩，“这么多年坚持做一件事情很难。我很感谢在我困惑时伸出援手的前辈们，他们给了我很多支持与鼓励，让我能在一个领域持续攻关十年以上。”
科研永无止境。姚霞银透露，目前团队正计划将几类关键的电解质材料量产，为全固态锂电池的研发提供基础材料，从而满足新能源汽车、大规模储能以及深海、深蓝、深空、深地等国家战略领域对高安全性储能器件的需求。
面对未来，姚霞银满怀“锂”想：“相信通过我们的努力，锂电池可以用得更持久、更安全，为老百姓带去更多实实在在的便利。”
（原文发布于2023年9月15日甬派客户端）