尹良：孜孜以求，“池”續(xù)創(chuàng)“新”

說到新能源產(chǎn)業(yè)，常州溧陽長三角物理研究中心與其緊密相關(guān)。在這里，頂尖的科學(xué)家們活躍在新能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)學(xué)研一線，他們既要從理論上解答“為什么”，又要將實驗室里的研究成果落地轉(zhuǎn)化，投入實際應(yīng)用，推動新技術(shù)、新產(chǎn)品走入千家萬戶。

中科院物理所副研究員、長三角物理研究中心科學(xué)家工作室主任、85后尹良就是科學(xué)家的一員。

4月16日，我們?nèi)グ菰L尹良。來到他的辦公室，還沒來得及打招呼，我們一眼就看到了鋪在沙發(fā)靠背上的一張薄毯子——那是他從美國帶回來的、印著化學(xué)元素周期表的日用品。

從這張?zhí)鹤恿钠穑嫉脑掝}很快轉(zhuǎn)向化學(xué)、材料、電池、產(chǎn)業(yè)鏈以及他的返鄉(xiāng)故事。

給電池加點“料”

如今，在大街小巷，新能源汽車比比皆是，這是人們在日常生活中離新能源產(chǎn)業(yè)最近的場景。

作為“行內(nèi)人”，尹良的眼光不僅僅盯著新能源汽車。前不久，一則新聞報道就引起了他的關(guān)注。

2月27日，電動垂直起降航空器（eVTOL）“盛世龍”從廣東深圳蛇口郵輪母港起飛，經(jīng)過約20分鐘的飛行，降落在珠海九洲港碼頭。這是全球首條跨海跨城電動垂直起降航空器航線的公開首次演示飛行。

電動垂直起降航空器被稱為“空中出租車”，像直升機(jī)一樣垂直起飛，在空中轉(zhuǎn)換成固定翼飛行模式，使用純電動力。這一技術(shù)設(shè)想目的是服務(wù)實現(xiàn)城市內(nèi)和都市圈城際間點對點出行，或?qū)⒃谖磥沓蔀榭罩谐鲂械闹匾绞剑⑿纬尚碌膹V闊市場。

“電動垂直起降航空器”“純電動力”，這樣的字眼讓尹良的工作迎來豐富的想象空間，他的研究正與動力電池密切相關(guān)。

2023年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)的錳基正極材料突破了高容量、長循環(huán)的技術(shù)難點，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。眼下，他和團(tuán)隊正與新能源頭部企業(yè)聯(lián)合開發(fā)錳系3C類電池、小動力電池、長續(xù)航動力電池和儲能電池。

以鋰離子電池為例，市面上常用的鋰離子電池大致由正極材料、電解液、負(fù)極材料三種主材構(gòu)成，磷酸鐵鋰和三元鋰都是主流的正極材料，尹良和團(tuán)隊則專攻富鋰錳基層狀氧化物正極材料體系。

在化學(xué)元素周期表中，很快就能找到錳元素（Mn）的排序，這種廣泛用于鋼鐵工業(yè)的元素與新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)合后產(chǎn)生了奇妙的化學(xué)反應(yīng)。尹良說，在常規(guī)的正極材料中引入大量的錳元素如磷酸鐵錳鋰后，材料的充放電電壓升高了，可以存儲的電能變多了，電池充一次電可以用更長時間。

電池的能量密度和使用壽命變強(qiáng)，其利好會向上下游傳導(dǎo)。

尹良介紹，電池的成本中，正極材料占了非常大的比例，因此，他們研發(fā)時會選用一些價格低廉的元素比如錳元素，此舉在原材料端能為企業(yè)生產(chǎn)減輕負(fù)擔(dān)，在消費端最直觀的表現(xiàn)就是可以以更實惠的價格買到新能源汽車。

“錳基正極材料被認(rèn)為是下一代材料，我們知道，目前市面上單體電池的能量密度已達(dá)360Wh/kg，用這樣的電池組成電池模組，足以驅(qū)動新能源乘用車行駛1000公里。如果要把單體電池的能量密度繼續(xù)提高，直至突破400Wh/kg甚至更高，可能就需要用到我們研究的新一代正極材料。”尹良說，電池能量密度提高，可以解鎖更多應(yīng)用場景，如電動飛機(jī)、電動船舶，還有時下熱議的低空經(jīng)濟(jì)，比如無人機(jī)，它對電池的能量密度要求更高。

一起使勁，才能共同成長

制造能量密度高的鋰電池，光解決正極材料似乎還不夠，還要為其做好適配，負(fù)極材料用什么、電解液用什么、電池應(yīng)該做成什么規(guī)格，這些都在尹良的考慮之中。

與市面上主流的鋰電池相比，尹良的研究更前沿一些，成果轉(zhuǎn)化難度更大一些。盡管錳基正極材料已有突破，但它離大規(guī)模的使用還有距離，還有一些科學(xué)問題和技術(shù)問題尚待解決。他說：“使用錳基正極材料，電池的能量密度提高了，對其他性能的要求也更高了，比如電池快速充電及較高的溫度下電池的循環(huán)壽命，但目前技術(shù)上還沒完全成熟到可以直接應(yīng)用。”

研發(fā)新材料是一個復(fù)雜的工藝流程，原料端怎么做、科研端怎么做、工程應(yīng)用端怎么做，鏈條很長，技術(shù)進(jìn)步不是一個人或一家企業(yè)能獨立完成的。尹良覺得，要把能量密度高的電池推向市場，需要企業(yè)、學(xué)術(shù)界的“大牛”們共同努力，一起推動應(yīng)用市場發(fā)展壯大。作為科學(xué)家，他和團(tuán)隊能解決大部分的“為什么”，但如何將研發(fā)成果用好，還需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同推進(jìn)，最重要的是客戶感興趣。

怎樣才能讓客戶感興趣？尹良說：“電池的應(yīng)用前景已經(jīng)完全展示出來了，我們要為客戶提供一個正向預(yù)期，讓其覺得這項研究有前途。如果電芯企業(yè)對我們的研究感興趣，會往車企或其他企業(yè)推廣，假如車企或其他企業(yè)也認(rèn)同我們的努力，整個市場很快就能發(fā)展起來。”

因此，尹良不能只在實驗室里做研發(fā)，他還得走出去，跟產(chǎn)業(yè)鏈上下游打交道。

說得詼諧一點，尹良現(xiàn)在就像“媒婆”，他的工作一頭連著高校和科研院所，一頭連著市場和企業(yè)，他要居中協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)資源，也協(xié)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新。

此外，尹良還會幫助產(chǎn)業(yè)界解決一些難題，比如一款材料或者一個系列的材料，產(chǎn)業(yè)界感興趣，但是不知道“為什么”，他要發(fā)揮聰明才智去解答。解決問題之后，成果雙方共享，雙方可能會成立企業(yè)，把技術(shù)落地轉(zhuǎn)化。

風(fēng)景這邊獨好

做這些工作，需要一個平臺，長三角物理研究中心就是絕佳的所在。

中國科學(xué)院物理研究所是國內(nèi)最早開展鋰離子電池和鈉離子電池研究的單位之一，溧陽的新能源產(chǎn)業(yè)布局為物理研究所技術(shù)孵化提供了絕佳“試驗場”。2018年，物理所與溧陽深化合作，成立長三角物理研究中心，采用公司化運營管理模式。物理研究所派駐的科學(xué)家依托高校、科研院所，重點解決“從0到1”的問題；公司化運營管理更加貼近市場需求，可以重點投入資源去解決行業(yè)、產(chǎn)業(yè)遇到的難題，著重解決“從1到N”的問題。

尹良與長三角物理研究中心的“緣分”就始于2018年。

尹良是常州金壇人、家中的獨子。論學(xué)習(xí)，他是妥妥的“學(xué)霸”。2018年，他還在美國紐約州立大學(xué)石溪分校攻讀博士學(xué)位，研究的就是電池。經(jīng)導(dǎo)師介紹，他結(jié)識了中科院物理所研究員李泓，兩人一直保持聯(lián)絡(luò)。同時，他也跟國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)有接觸，得以了解新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

博士畢業(yè)后，尹良覺得積累還不夠，又在美國能源部阿貢國家實驗室讀了博士后，鍛煉出深厚的科研能力。

尹良曾想過留在美國，當(dāng)時，他看中了美國的科學(xué)設(shè)施和科研氛圍。后來，他考慮到自己是獨子，不管到了30歲還是40歲，總歸要回來照顧父母。

還有一個原因“推動”他回國，他說：“沉浸在科研氛圍里固然能出成果，但相對閉塞。國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度日新月異，在外面待久了，在某些方面會落后于國內(nèi)的技術(shù)發(fā)展步伐，而電池又特別偏向應(yīng)用端。”

尹良回國前，考慮過去企業(yè)做研發(fā)工作，他想做點看得見、摸得著的成果出來。李泓向他介紹了溧陽的新能源產(chǎn)業(yè)布局概況，并告訴他，常州、溧陽很需要人才與產(chǎn)業(yè)界溝通。

尹良覺得這是一個很好的機(jī)會，但挑戰(zhàn)特別大。他在長三角物理研究中心工作，自由度特別高，發(fā)揮的空間特別大，要掌握的知識特別多，自然而然地需要統(tǒng)籌思考的事情就特別多，肩上的責(zé)任特別重。這份工作跟做科研完全不同，要從單純的學(xué)術(shù)思維轉(zhuǎn)到工程工藝開發(fā)、跟產(chǎn)業(yè)接觸的思維上來。

“跟產(chǎn)業(yè)界緊密接觸，我們能獲得第一手消息，也能挖掘出產(chǎn)業(yè)界最關(guān)心的問題。”尹良說，不要小看產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界在工程控制方面特別厲害。

2021年，尹良回國、入職。

對尹良這樣的高層次人才，常州、溧陽拿出了足夠的誠意，如人才政策、安家補(bǔ)貼及團(tuán)隊建設(shè)支持等。

近水樓臺先得月。時間長了，尹良成了親朋好友眼里的行家，不管誰想買新能源汽車，都會找他問幾句，比如什么時候買車劃算、什么車比較好等。