給汽車鋰電池做“三維腦部CT”

——“電池醫(yī)生”王家鈞探尋電池起火等安全問題破解之路

□ 新華社記者 楊思琪

近年來，隨著電動(dòng)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(dòng)汽車使用的鋰電池進(jìn)行‘三維腦部CT’，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足和隱患，為其修復(fù)、改進(jìn)、完善提供科學(xué)精準(zhǔn)的參考?！闭勂鹱约旱难芯款I(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(shí)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(shí)，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(jiān)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(shí)驗(yàn)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(jìn)程不斷推進(jìn)。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(dòng)——結(jié)合自己了解的先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)電動(dòng)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(gè)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(tái)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(gè)陣地好好干，一定可以為國家發(fā)展做點(diǎn)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(diǎn)。王家鈞回到母校哈工大任職，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(jìn)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(xiǎn)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(xì)節(jié)，經(jīng)歷無數(shù)次跌倒再重新來過?！蓖跫意x舉例說，在硫化物固態(tài)電池方面，很多文獻(xiàn)對實(shí)驗(yàn)細(xì)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(yàn)方法，他和學(xué)生一點(diǎn)點(diǎn)摸索，花了近兩年時(shí)間，完成了第一個(gè)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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)獲得發(fā)明專利8項(xiàng)，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(shí)的百余平方米獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室，還是發(fā)展所需的科研經(jīng)費(fèi)資助、科研項(xiàng)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(shí)驗(yàn)室里睡大覺?！蓖跫意x介紹，面向民生和工業(yè)界需求，團(tuán)隊(duì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

“眼下正是創(chuàng)新的時(shí)代，科技創(chuàng)新的意義尤其重大。作為新時(shí)代的科研工作者，要堅(jiān)持國家的需要就是奮斗方向，潛心做真正有用的科學(xué)?！痹谕跫意x看來，將個(gè)人成長同國家命運(yùn)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。

《中國質(zhì)量報(bào)》【奮進(jìn)新征程 建功新時(shí)代】