从一块“手搓”电池到全球第一，中国的锂电池之路
每天给手机充电、驾驶新能源汽车、使用笔记本电脑……锂电池早已成为现代生活不可或缺的一部分。但很少有人知道，几十年前，中国的锂电池研究几乎还是一片空白。
陈立泉院士在办公室 图片来源：新华社
近日，2025年度国家最高科学技术奖揭晓，中国工程院院士陈立泉获此殊荣。这位深耕锂电池研究半个多世纪的科学家，见证并推动了我国锂电池从基础研究走向产业应用的发展。当然，中国锂电池能够走到今天，并非某一位科学家或某一项技术的功劳，而是一代代科研人员和产业工作者接力创新的成果。
从实验室里一块块亲手组装的"手搓"电池，到今天走向世界前列，中国锂电池究竟经历了怎样的发展历程？
从一块"手搓"电池开始，锂电池为什么这么难？
今天的人们很难想象，上世纪八十年代，国内锂电池研究既缺设备，也缺经验。科研人员没有现成的实验条件，就自己搭建平台、改装设备；没有专门的住所，就住在废弃鸡窝改建的房子里。每一块实验电池都要亲手组装、调试，也因此被形象地称为“手搓”电池。
陈立泉带领团队研制出中国第一块固态锂电池
图片来源：中国科学院物理研究所
1988年，陈立泉团队成功研制出我国第一块固态锂电池，填补了国内空白。随后，国际锂电池技术快速发展，1991年日本率先实现液态锂离子电池商业化，我国科研人员也迅速调整研究方向，并于1998年建成我国第一条锂离子电池中试生产线，为产业化奠定了基础。
这一切，都要从一种特殊的元素——锂说起。
自然界中能够导电的金属很多，为什么现代高性能电池偏偏选择了锂？答案在于锂拥有两个突出优势：质量轻、电化学活性高。这意味着，相同重量下，锂能够储存更多能量，因此可以制造出能量密度更高的电池。
锂的密度很小，可以漂浮在石蜡油上
图片来源：百度百科
所谓能量密度，就是单位重量或体积能够储存多少电能。能量密度越高，电池越轻、续航越长。这也是今天智能手机能够轻薄便携，新能源汽车能够行驶数百公里的重要原因。
不过，锂也有"不好伺候"的一面。它化学性质活泼，如果直接使用金属锂，容易发生剧烈反应，影响安全。真正困难的，并不是找到锂，而是让锂离子能够安全、有序地在电池内部往返运动。
锂在空气中燃烧
图片来源：百度百科
现代锂离子电池正是利用这一原理：充电时，锂离子从正极移动到负极；放电时，再返回正极，电子则沿外部电路流动，为各种设备提供电能。这一设计既提高了安全性，也让电池能够反复充放电。
一块锂电池，真正难的是材料体系
很多人以为，锂电池最重要的就是"锂"。事实上，锂只是能量的"搬运工"，真正决定电池性能的，是正极、负极、电解液和隔膜共同组成的材料体系。
锂电池基本原理
图片来源：百度百科
可以把它们想象成一支分工明确的团队：正极和负极负责储存和释放锂离子，电解液为锂离子提供迁移通道，隔膜则避免正负极直接接触，同时允许锂离子自由通过。只有各部分协调配合，电池才能稳定工作。
近年来，人们最直观的感受，就是手机和新能源汽车越来越耐用、充电越来越快。这背后，离不开材料体系的不断升级。
例如，提升续航能力，并不只是增加电池数量，而是不断提高能量密度。从钴酸锂、磷酸铁锂到三元材料，再到近年来发展的硅基负极等新材料，科研人员一直在容量、安全性、寿命和成本之间寻找更好的平衡。
手机锂电池
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快充同样如此。很多人认为，提高充电功率就能实现快充，但实际上，充电速度越快，锂离子移动得越快，进入负极的形态越混乱，就可能影响寿命甚至带来安全风险。因此，真正的快充不仅依赖材料创新，还需要优化电解液、电池结构以及电池管理系统，让锂离子"跑得快"的同时也"跑得稳"。
各种锂电池
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安全性的提升，也是多项技术共同作用的结果。材料优化、制造工艺改进、热管理设计和智能管理系统不断完善，才让今天的锂电池越来越可靠。正如科研人员所说，从实验室里的样品，到真正走向市场，中间还隔着工程化和产业化。一块性能优异的电池，不只是科学问题，更是一道复杂的工程题。
从实验室到全球领先，中国锂电池做对了什么？
如今，中国已经成为全球锂电池产业的重要力量。但这种领先，并不是靠一次突破实现的，而是长期积累的结果。一种新材料从实验室走向市场，需要经历性能验证、工艺优化、中试放大、安全测试等多个环节。任何一个环节出现问题，都可能让科研成果停留在论文里。
图以固态电池为例，展示了锂电池的产业链情况
图片来源：新华网
过去几十年，我国逐步建立起覆盖基础研究、关键材料、工程制造和产业应用的自主创新体系，让实验室里的成果能够不断走向生产线，再进入千家万户。因此，国家最高科学技术奖所表彰的，不只是某一项技术成果，更是长期坚持基础研究、持续推动科技创新的价值。
今天，无论是手机、电脑，还是新能源汽车和新型储能设备，背后都凝聚着无数科研人员和工程师几十年的持续探索。
锂电池，还有下一站吗？
尽管锂离子电池已经相当成熟，但科学家仍在探索新的技术路线。
传统液态电池与全固态电池的区别
图片来源：新华网
其中，最受关注的是固态电池。它尝试用固体电解质代替液态电解液，理论上有望进一步提升能量密度和安全性。不过，目前不少产品仍属于半固态技术路线，真正意义上的全固态电池距离大规模商业化应用还有不少挑战。
另一条路线是钠离子电池。钠资源更加丰富、成本较低，虽然能量密度暂时不及锂离子电池，却在储能、电动两轮车等场景具有应用潜力。未来，它更可能成为锂离子电池的重要补充，而不是简单替代。
陈立泉与学生在实验室合影
图片来源：中国科学院物理研究所
从实验室里一块块"手搓"电池，到今天支撑新能源汽车、储能产业和智能终端发展的核心技术，中国锂电池的发展历程，也是我国科技创新能力不断提升的缩影。
一块电池，看似只有巴掌大小，却凝聚着材料科学、电化学、工程制造等多个领域几十年的持续探索。它改变的不只是我们的充电方式，也让我们看到，真正改变世界的技术，往往源于一次次默默无闻的基础研究，并最终在一代代科研人员的接力中走向现实。
参考链接：
1.https://content-static.cctvnews.cctv.com/snow-book/index.html?item_id=6929842256336198761
2.https://iop.cas.cn/xwzx/snxw/202607/t20260708_8244241.html
3.https://www.cast.org.cn/xw/MTBD/art/2026/art_3af6dd8ec9ca4773a5242d81abc718ca.html
4.https://m.chinanews.com/wap/detail/chs/zw/10655052.shtml
5.https://www.news.cn/finance/20260312/ff3a8c2469cb430da00be9702a63dbec/c.html
作者：蝌蚪君
审核：刘颖 李培元 张超 杨柳
审核专家：梁文杰 中科院物理研究所 研究员
