2023年11月，該年度《麻省理工科技評論》“35歲以下科技創新35人”亞(ya) 太區入選者名單正式發布，中國科學院物理研究所博士生導師、溧陽長三角物理研究中心特聘研究員、中科固能董事長吳凡入選。

　　《麻省理工科技評論》這樣評價(jia) 吳凡：“他致力於(yu) 硫化物全固態電池和關(guan) 鍵固態電解質材料的開發，改善了它的界麵兼容性、電化學性能、安全性和能量密度等，促進了產(chan) 業(ye) 化應用。”

　　專(zhuan) 注研究全固態電池技術

　　2011年，從(cong) 浙江大學材料學本科畢業(ye) 後，吳凡前往美國北卡羅萊納州立大學繼續攻讀材料學碩士和博士學位。2014年，他得到了在普林斯頓大學開展博士後研究的機會(hui) ，並於(yu) 兩(liang) 年後前往哈佛大學擔任研究員。

　　近年來，中國動力電池產(chan) 業(ye) 處於(yu) 全球領先地位，在液態鋰離子電池領域取得了顯著進步。但是，隨著新能源汽車行業(ye) 發展，市場對動力電池提出了更高的要求，更可靠、更安全、能量密度更高的電池成為(wei) 企業(ye) 發力的主要方向，全固態電池正是路徑之一。這也是吳凡回國的原因。

　　“日本、韓國等國家一直在推進硫化物的全固態電池產(chan) 業(ye) 化，從(cong) 20多年前就已經開始布局，一直持續到今天。硫化物全固態電池或者說硫化物固態電解質，是最有希望實現全固態電池的材料體(ti) 係，我們(men) 也一直堅持在做。”吳凡說。

　　2018年，吳凡收到了中國科學院物理所陳立泉院士團隊的邀約，希望吳凡能回國承擔全固態電池及關(guan) 鍵固態電解質材料產(chan) 業(ye) 化的任務。吳凡沒有猶豫，他知道，自己回國發揮所長的時機到了。

　　2019年1月，年輕的吳凡作為(wei) 中國科學院物理研究所的博士生導師，來到江蘇溧陽擔任長三角物理研究中心科學家工作室主任、天目湖先進儲(chu) 能技術研究院首席科學家。為(wei) 了盡快開展研發工作，吳凡在入職物理所後的第10天就孤身一人從(cong) 北京來到了溧陽。一切從(cong) 零起步，這是挑戰，更是動力。

　　“雖然配套的中試條件、測試分析、失效分析等硬件條件一流，但實驗室和團隊建設需要從(cong) 頭開始。”從(cong) 規劃實驗室、采購設備，到逐步創建硫化物全固態電池實驗室，上到國家、省、市科研項目的申請，下到實驗室每一條規章製度的建立，團隊人員與(yu) 博士生的安置等，事無巨細，吳凡都希望能做得周全。

　　“我們(men) 在溧陽建立實驗室，得到了溧陽市委、市政府在硬件及團隊成員生活配套等方麵很大的支持，這使團隊能夠專(zhuan) 注於(yu) 科研及產(chan) 業(ye) 化工作。”吳凡說，當地政府還積極推動團隊的科研成果產(chan) 業(ye) 化，依托溧陽布局較為(wei) 完善的動力電池產(chan) 業(ye) 鏈，讓產(chan) 業(ye) 孵化有了適宜土壤。

　　推進動力電池產(chan) 業(ye) 發展

　　近年來，中國多次通過政策鼓勵發展固態鋰電池。2020年11月，國務院下發《新能源汽車產(chan) 業(ye) 發展規劃(2021—2035年)》，其中指出，“加快固態動力電池技術研發及產(chan) 業(ye) 化”。中國汽車工程學會(hui) 發布的《節能與(yu) 新能源汽車技術路線圖2.0》中也曾提到，“固態電池研發力度加大，並布局全固態鋰離子和鋰硫電池等新體(ti) 係電池研發。”

　　從(cong) 行業(ye) 角度來看，當前電動汽車、航空航天、大規模儲(chu) 能等領域的高速發展，對電池的安全性、能量密度、使用壽命和溫度範圍都提出了更高的要求，全固態電池由於(yu) 自身的高能量密度和安全性，被廣泛認為(wei) 是最有可能解決(jue) 上述問題的下一代核心儲(chu) 能技術。但是，鋰枝晶等問題尚待解決(jue) ，成為(wei) 製約全固態電池性能的難點。

　　為(wei) 此，吳凡帶領團隊開發了一種硬碳穩定化的鋰矽合金負極，擴大了活性區域並減輕了應力集中，從(cong) 而改善了電極動力學和機械穩定性，一定程度上實現了硫化物全固態電池的長循環壽命、高電流密度、大放電倍率以及高麵容量。

　　吳凡團隊還開發出氣相合成硫化物電解質方法，該方法的優(you) 勢在於(yu) 具備較高的水穩定性和離子導電性。引入氣相合成方法，可以實現在空氣中進一步製備空氣穩定的硫化物固態電解質，從(cong) 而大幅簡化了製備過程，解決(jue) 了硫化物固態電解質材料在生產(chan) 製備、運輸、儲(chu) 存及使用等環節中，對環境要求嚴(yan) 苛的難題，使其量產(chan) 及應用成為(wei) 可能。

　　如今，吳凡團隊已在溧陽建立起了500平方米的專(zhuan) 業(ye) 硫化物固態電池實驗室，培養(yang) 了博士後、碩博研究生、工程師等40餘(yu) 位研發人才，搭建起1.5萬(wan) 平方米的研究基地。

　　在溧陽工作的4年間，吳凡領導的科學家工作室申請了60餘(yu) 項國內(nei) 、國際發明專(zhuan) 利，發表了92篇SCI論文，承擔了15項國家級、省部級重點項目。隨著專(zhuan) 業(ye) 的硫化物固態電池實驗室建成，團隊在硫化物固態電解質材料的成本、空氣穩定性、電化學穩定性、成膜工藝等方麵取得進展。

　　探索千億(yi) 規模市場

　　去年9月，中科固能硫化物全固態電解質生產(chan) 基地項目簽約儀(yi) 式在江蘇省常州市舉(ju) 行。中國工程院院士陳立泉通過視頻參加儀(yi) 式並致辭。

　　據吳凡介紹，該項目將分兩(liang) 期進行。其中，一期總投資為(wei) 10億(yi) 元，將進行全固態硫化物電解質材料的大批量生產(chan) ，預計2025—2026年具備滿產(chan) 能力，同年將開啟硫化物固態電解質膜、原材料、全固態電芯小試。二期總投資為(wei) 50億(yi) 元，規劃於(yu) 2030年之前建成全固態電池產(chan) 業(ye) 園，配套的上下遊產(chan) 業(ye) 鏈將形成千億(yi) 規模市場。

　　按照計劃，中科固能硫化物全固態電解質生產(chan) 基地項目，將建成世界範圍內(nei) 具有代表性的百噸級規模化製備硫化物固態電解質生產(chan) 線，為(wei) 未來萬(wan) 噸級別硫化物固態電解質的製備提供充分的實踐經驗和基礎數據。同時，在設備設計、工藝路線等方麵將擁有關(guan) 鍵知識產(chan) 權。

　　“我們(men) 將依托中科院物理所、長三角物理研究中心和天目湖先進儲(chu) 能技術研究院，持續深耕硫化物固態電解質及全固態電池領域研發，並開展大量基礎科學實驗和小中試試驗，在現階段開展中大型規模生產(chan) 線的建設基礎上，圍繞硫化物固體(ti) 電解質關(guan) 鍵材料、固態電解質膜和全固態電芯的工程化放大依次布局，開發相關(guan) 定製化設備，努力形成產(chan) 業(ye) 鏈閉環，為(wei) 中國搶占下一代高能量密度高安全長壽命全固態電池技術主導權做出自己的貢獻。”吳凡說。

　　從(cong) 出國深造到回國創業(ye) ，吳凡很有感觸。他說，留學歸國人員可以利用在海外學習(xi) 、工作積累的經驗，將海外資源與(yu) 國內(nei) 實際相結合，為(wei) 科技創新、經濟發展和社會(hui) 進步做出貢獻。同時，可以通過提供海外視角和建議，推動行業(ye) 政策製定與(yu) 國際接軌。“我們(men) 還可以利用自身語言和跨文化交流的優(you) 勢，積極開展中外交流活動，增進不同國家民眾(zhong) 之間的相互理解和信任，促進國際友好合作；發揮‘傳(chuan) 幫帶’的作用，為(wei) 國內(nei) 年輕人提供職業(ye) 發展指導和幫助，培養(yang) 更多具有國際視野和競爭(zheng) 力的優(you) 秀人才。”吳凡說。