鋰離子電池作為一種高效、輕量且環(huán)保的電池技術，在現(xiàn)代社會有著廣泛的應用領域，極大改變了我們的生活方式和工業(yè)生產(chǎn)方式。從智能手機、筆記本電腦、便攜式電子設備的普及到電動汽車的興起，幾乎都采用了鋰離子電池作為動力來源。近年來，盡管鋰離子電池的性能和安全性得到了顯著提升，但在面對人們緊湊和多樣化的生活與生產(chǎn)需求上仍有很大的提升空間，而這些需依賴科技研究人員的持續(xù)攻關。

在海南大學（以下簡稱“海大”）材料科學與工程學院，有這樣一位研究鋰離子電池技術的科研人——吳英強，他以其獨特的科研創(chuàng)新思維和卓越的教育理念，深耕于高性能鋰離子電池關鍵材料研究十余年，針對電極材料合成與應用、電解液及電極界面的電化學過程等的關鍵科學技術問題開展深入研究，對鋰離子電池有獨到的理解。

在與筆者分享他的科研經(jīng)驗時，吳英強說：“我的研究經(jīng)歷不管是成功的還是失敗的，或許會對即將進入這個領域的科研人提供一些有意義的借鑒?！弊哌M吳英強的科研生涯，也就走近了一批如他一樣奮戰(zhàn)在科研一線的人，也就讀懂了我國在鋰離子電池領域能走在世界前列的原因。

堅持初心，開啟科研興趣大門

說到研究，一切的開始可能要從大多數(shù)海南學子內(nèi)心的一個執(zhí)念——“走出海南島”——講起。吳英強的本科就讀于海南師范大學應用化學專業(yè)。他說，高考的“不幸”和內(nèi)心的不服，促使他在大學4年只有一個信念，那就是考研考出去。因此，他大學4年刻苦學習化學專業(yè)知識，最后達到能輔導“研友”的專業(yè)課程度。這種信念深深影響了他的同學，以至于當年同班同學過半人數(shù)順利考上了全國重點大學的研究生，而他本人也考上了中國科學院長春應用化學研究所（下簡稱“長春應化所”）。大學畢業(yè)時，有大學同窗評價說，吳英強是一個非?！凹兇狻钡娜?。事實上，這種純粹也延續(xù)到他的研究生階段及后續(xù)的研究工作。

吳英強在長春應化所學習的是物理化學專業(yè)，師從趙鳳玉研究員。然而，物理化學并不是他一開始就規(guī)劃好的專業(yè)，他心儀的專業(yè)是有機化學。但最后的結(jié)果是，他進入了一個做催化（物理化學的重要分支）的課題組，從事無機化學（鋰離子電池材料）方面的研究。不能說這是一種“不幸”，但相比于做導師主要研究方向的課題來說確實更困難一些?！叭欢w老師很支持我，給了我足夠的時間去自由探索和思考。這是我的幸運，非常感謝趙老師?！彼f，這種機緣巧合多方面積累的知識，對于全面思考研究工作非常有幫助，因此從某種意義上講“這是另一種幸運”。

于是，在一個研究催化的課題組里，吳英強成為第一個“吃螃蟹的人”，研究起了鋰離子電池。但做什么、怎么做，他和導師都一頭霧水。在導師的幫助和鼓勵下，吳英強認真學習電化學和鋰離子電池的工作原理，了解電池材料的電化學特性及合成方法，搭建實驗裝置，做實驗，分析數(shù)據(jù)，然后不斷改進。正是因為這樣一個過程，吳英強對電池研究課題產(chǎn)生了濃厚興趣，同時自己的動手能力也得到極大提高。“動手能力是實驗科學非常重要的科研品質(zhì)?！眳怯娬f，他絕大多數(shù)的新想法都是在實驗過程中發(fā)現(xiàn)的?！爱旈_始動手做實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象，你的科研就開始了。哪怕做成一堆爛泥，只要從中吸取教訓，不怕失敗，不斷總結(jié)經(jīng)驗，修改實驗方案，你必將成功。”

然而，很多研究生并沒有意識到這一點，過于相信文獻?！艾F(xiàn)在海量的文獻從某種程度上講限制了學生的創(chuàng)新能力，他們很容易在文獻中迷失?！眳怯娍嘈φf。因此，他要不斷地跟學生強調(diào)，文獻只是告訴你“它已經(jīng)做了什么，而不是還可以這么做”。因此，讀文獻最重要的是弄清楚做研究的基本邏輯：“這項工作的意義和目的是什么，它要解決什么問題，提出了什么樣的解決方案；這一方案的結(jié)果如何，具有什么創(chuàng)新性，與自己的研究工作有什么關聯(lián)，有什么啟發(fā)。”把這些問題弄清楚，不斷在實踐中訓練這種邏輯，產(chǎn)生新想法就自然而然了?！耙郧皼]有人教給我這些知識，要靠自己不斷思考和總結(jié)?，F(xiàn)在要將這些好的經(jīng)驗和思考問題的方法傳遞給學生?！眳怯娬f，“然而，有時候?qū)W生并不理解，導致這事做起來并不容易?！钡珔怯妶孕?，做研究、帶學生的“初心”和責任，就是要教會他們?nèi)绾伟l(fā)現(xiàn)問題并解決問題，培養(yǎng)科研興趣，提高科研鑒賞能力。也因此，在自己認定的教學路上，吳英強始終耐心和堅定。

迎難而上，結(jié)出累累科技碩果

從2014年吳英強博士畢業(yè)至今的10年間，他有6段分別在企業(yè)（江蘇華東鋰電技術研究院有限公司、寧德時代科技股份有限公司）、國外從事博士后研究（沙特阿卜杜拉國王科技大學）、科研院所（長春應化所）和高校（清華大學、海南大學）的工作經(jīng)驗，可謂經(jīng)歷豐富。但是，他說這會給人一種“不靠譜”的印象。這是一個特意的規(guī)劃還是有特殊原因？吳英強回答說，這并不是提前做好規(guī)劃的，有很多無法預料的因素，其中沒有前輩引導是一個重要原因，也有自己性格和家庭的因素?！拔以诼殬I(yè)規(guī)劃上總體上是跟著感覺走的，導致錯過了很多在關鍵時間節(jié)點該做的事。”這些規(guī)劃對進入高校的科研人來說尤其要引起注意。

這些豐富的工作經(jīng)歷并非一無是處。研究生階段主要做材料研究，視野和思維非常窄。而在企業(yè)工作，能接觸到更多實際應用的電池體系研究。解決這些問題需要比研究生階段具有更高階的思考方式，那就是如何從電池的層面來思考材料的研究。十幾年前，研究生主要組裝紐扣電池，測試一些簡單的性能，但實際電池需要什么樣的材料并不清楚，很容易閉門造車。殊不知，文獻中認為某種材料特性的所謂優(yōu)勢，在實際電池中可能是一種“災難”。比如追求納米化提高比表面積，被認為可以提高反應動力學，提高電化學性能。于是，大家發(fā)表了大量的相關文章，造就了一種繁榮的錯覺。然而，絕大多數(shù)這種“高性能”材料幾乎無法應用于電池，因為這些材料不僅難以加工，界面電化學副反應也會非常多。

“然而，追求熱點研究始終貫穿整個科研領域。”吳英強說。追和不追都是很艱難的決定。一方面，不追熱點可能就發(fā)表不了“好文章”，發(fā)不了文章就申請不到項目，這時候生存就成了問題；另一方面，追熱點確實能發(fā)表很多文章，但有時會覺得什么問題都沒解決?！昂芏嘌芯?，在文章發(fā)表的那一刻就完成了它的使命?！眳怯婇_玩笑說。因此，如何選題做研究，真的是一件很難的事情。

吳英強有自己的思考。他說一個好的研究課題要滿足3個必不可少的條件：第一，要有明確的意義和前景；第二，要有能力去研究，包括智力和體力；第三，要有基本的研究條件，包括設備、環(huán)境、人力資源等方面。否則，一個課題再好，跟自己也沒有關系?！鞍炎约毫λ芗暗氖伦龊?，慢慢積累總有收獲的那一天。”

目前，吳英強的研究方向主要有兩個：單晶高鎳三元正極材料的合成與應用和極端環(huán)境下的電解液研究。對于單晶高鎳正極材料，吳英強說，他目前主要集中在合成設計上，努力實現(xiàn)可控的合成方法學、單分散的晶體分布、晶粒尺寸可控、晶體或表面結(jié)構(gòu)缺陷少的研究目標。他認為這是未來高比能鋰離子電池（如固態(tài)電池）用正極材料重點要解決的問題。“固態(tài)電池是未來更高能量密度、更安全的電池體系，是全球電池技術研究必爭的技術高地。我們結(jié)合自己的技術和知識專長，聚焦的關鍵問題是固態(tài)電池需要什么樣的正極，并努力去實現(xiàn)?！眳怯娬f，電極材料的體積變化是固/固界面最大的挑戰(zhàn)之一，而高鎳三元正極恰好在循環(huán)過程中會經(jīng)歷較大的體積變化。這時晶體的尺寸效應就會非常重要，但相關關鍵科學問題并沒有完全研究清楚。合成技術是研究這些問題的基礎，我們還需要做很多工作?！暗倳袑＜屹|(zhì)疑我們的工作沒有創(chuàng)新性，非常無奈?！眳怯娬f，“保持沉默，腳踏實地地去研究，我們要把問題講得更清楚才行。”

對于電解液研究，吳英強也有自己的思考。“目前溶劑化結(jié)構(gòu)是非常熱的話題，到了幾乎逢電解液必談溶劑化結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。”他說，“但是，溶劑化結(jié)構(gòu)真的那么有效嗎？它影響界面電化學行為的邊界在哪兒？溶劑化與固體界面電解質(zhì)膜（SEI膜）的關系是什么？對于去溶劑化，本身的溶劑化結(jié)構(gòu)還是SEI膜的組成結(jié)構(gòu)的影響更關鍵？溶劑化結(jié)構(gòu)會成為類似石墨烯在氧化物負極材料中的作用那樣的現(xiàn)象嗎？”吳英強連續(xù)提出了好幾個問題，從采訪者的角度，這些專業(yè)問題是難以理解的，但能強烈感受到他是一位獨立思考、嚴謹且不從眾的科研人。

“還有另外一個研究熱點是氟化溶劑，”吳英強說，“從報道來看，這些溶劑對提高電池性能確實效果不錯。但存在價格昂貴的問題，并且可能存在環(huán)境風險?！边@有什么問題呢？吳英強打了個比方：假設使用這種溶劑使電池性能提升了50%，但價格翻了一倍，企業(yè)可能會選擇不要那50%的提升，因為目前的電池也并非不可用。相比之下，如果能在常規(guī)電解液體系的條件下提升10%的性能，情況可能會完全不一樣?！耙虼?，我們的思考是，如何在不大幅度提升成本的情況下，深入研究電解液及界面電化學過程，達到改善電化學性能的目的。這非常難，但我們?nèi)詧猿秩プ?，即使會被懷疑沒有創(chuàng)新性?！眳怯娬f。

在吳英強身上，可以看到一個很重要的科研品質(zhì)，那就是迎難而上。這一過程中的艱辛與困苦，恐怕只有他自己知道，但他從來不抱怨，只是將更多的時間、更多的精力投入研究中。至今，他在《美國化學會能源快報》（ACS Energy Letters）、《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）、《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）等國際知名期刊上發(fā)表研究論文40余篇，在學術界產(chǎn)生了一定的影響。在研究項目方面，他主持了國家自然科學基金面上項目“3R/2H兩相共存的石墨與碳酸丙烯酯（PC）基電解液電化學兼容的機理及應用研究”，針對提高鋰離子電池的低溫電化學性能開展了探索；另外還承擔了企業(yè)的技術服務項目“單晶高鎳三元材料的開發(fā)”?！斑@些研究經(jīng)費對我們普通的科研人員來說極為重要。有了這些支持，我可以踏實做一點自己想做的研究了，另外也非常感謝海大提供的平臺和機會?！眳怯娬f。

整裝待發(fā)，堅持做最好的研究

很多人會問起吳英強為什么選擇海大，他總是回答說：“大家印象中海南的高等教育基礎比較薄弱，這是個事實，但自2018年駱清銘院士任校長以來，海大實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，各項指標的發(fā)展速度在全國高校排名前列。因此，我非常榮幸與海大共同成長?！?/p>

此外，學校也為吳英強和團隊提供了非常優(yōu)秀的研究平臺。他說，在鄧意達院長的帶領下，團隊在電解制氫、空氣電池、鋰離子電池和腐蝕防護4個方向上擁有十余名畢業(yè)于國內(nèi)外名校的老師，有非常好的研究基礎。在儀器設備上，團隊擁有X射線吸收光譜儀、拉曼光譜、電子順磁共振譜儀、紅外光譜、紫外光譜、質(zhì)譜、氣相色譜等先進的原位/非原位電化學表征手段，可支持深入研究電極界面的電化學過程。“歡迎優(yōu)秀的青年俊才加入我們。”吳英強說。

在學生培養(yǎng)方面，吳英強秉持“因材施教、全面發(fā)展”的教育理念，致力于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的優(yōu)秀人才。他積極招收化學、材料科學與工程等學科背景的學生，為他們提供良好的科研環(huán)境。他鼓勵本科生到課題組學習，為他們提供更多的實踐機會和科研資源。在課題組，吳英強為學生營造濃厚的學術氛圍、和諧的科研環(huán)境。他定期組織學術討論會和實驗技能培訓活動，鼓勵學生分享研究成果和實驗心得。他注重培養(yǎng)學生動手和解決問題的能力，經(jīng)常親自指導學生進行實驗操作和數(shù)據(jù)分析，解答學生在科研過程中遇到的問題。

獨立不盲從，堅持做難而正確的研究，這就是吳英強的科研風骨。無論是科研還是教學，他始終堅定地走著腳下的路，他相信春華秋實終有回報，把科研的冷板凳坐住，擁抱創(chuàng)新，就一定會有更多成果和突破產(chǎn)生。“做最好的科研”，吳英強望著科研的山巔步履不停。