深耕電池30余年——陳軍院士

陳軍，中國科學院院士、發展中國家科學院院士，第十四屆全國人大代表，南開大學教授、博導。現任南開大學黨委常委、副校長，特種化學電源全國重點實驗室主任；兼任中國化學會副理事長、eScience期刊主編。主要從事新能源材料化學的基礎研究和前沿探索，在無機固體功能材料的合成化學、固體電極制備以及新型電池電極材料開發研究方面做出了重要創新性貢獻，構建高性能鋰電池、新型鈉有機儲能電池。擔任國家基金委超越傳統的電池體系重大研究計劃項目專家組組長，基金委創新研究群體負責人、重大項目負責人，國家重點研發計劃項目首席科學家/負責人（3次）。

主要經歷及個人榮譽

陳軍，1967年，生于宿松破涼的一個農民家庭；1985年9月，以優異的成績考入南開大學化學系；1985-1989年，在南開大學化學系學習，獲學士學位；1989-1992年，在南開大學化學系學習，獲碩士學位；1996-1999年，在澳大利亞Wollongong大學材料系學習，獲博士學位；1999-2002年，在日本產總研關西中心任NEDO(新能源產業技術)研究員；2002年，南開大學教授、博士生導師；2017年，當選為中國科學院院士；2020年當選發展中國家科學院院士。

在Nature、Nature Chem.、Nat. Rev. Chem.等期刊上發表學術論文700余篇，他引10萬余次；入選全球頂級科學家和2016-2023年度科睿唯安高被引科學家。獲授權發明專利60余項；編寫著作/專輯17部/章。榮獲國家教學成果一等獎和二等獎、2011年度國家自然科學二等獎（第一完成人）、2020年度高等學校科學研究優秀成果獎（科學技術）自然科學一等獎（第一完成人）、2023年度國家專利優秀獎（第一完成人）、2023年度天津市科技進步特等獎（第一完成人）、中國電化學貢獻獎、全國五一勞動獎章、全國創新爭先獎狀、儲能杰出貢獻獎等獎勵。

30余年電池研發

陳軍院士在電池領域已經做了30多年的研究，現如今我們的日常生活中都離不開電池，電池也為我們帶來了美好生活。陳軍院士表示，我國新能源汽車飛速發展，現在街道上綠牌子的電動汽車越來越多，而我研究的電池，就是電動汽車的“心臟”。

陳軍院士團隊開發了超越傳統的電池新體系，提出了新的電池工作原理，創制了新的電池材料，讓電池的能量密度大幅提升，電動汽車的行駛里程大大提升。同時，陳軍院士團隊設計制備了可以全天候、寬溫域工作的阻燃電解液，可以在零下70℃工作的大容量電池，還開發了基于我國豐產元素的低成本可充鈉電池、鋅電池，這為未來的大規模儲能提供技術支撐。

鋰離子電池

提出高鎳三元正極材料一致性批量制備新方法，通過獨特的共沉淀技術路線和工藝，實現該材料的一致性規模化生產；開發穩定富鋰錳基正極材料結構的新技術，突破高效預充、復合耐熱涂層、阻燃電解液和多孔電極快充等關鍵技術，研制出高比能、高安全、快充型鋰動力電池，其能量密度最高達353瓦時每公斤，循環壽命超1000次，快充時間可控制在20分鐘內。

固態電池

2024年兩會期間，陳軍院士接受媒體采訪時表示：“目前，固態電池是各國競相研發的重點，一旦產業化，就會改變現有的電動汽車產業格局，開辟電動航空等新興市場，我們團隊積極承擔國家重大研究計劃、重點研發項目，聯合北京科技創新優勢單位協同攻關，已研發出400瓦時每公斤的新型固態電池樣品，比目前市場上最先進的300瓦時每公斤的鋰離子電池能量密度超出30%。未來一到兩年，我們要突破600瓦時每公斤的固態電池研發，充一次電，電動汽車就可以跑1000公里以上。同時在快速充電、低溫性能和安全性能方面，也都要大幅提升，這是一個在全球具有引領性的技術變革，我們也積極去搶占動力電池和電動汽車未來發展的制高點。” 

鈉離子電池

陳軍院士團隊通過材料創新，研發出的鈉離子電池循環使用壽命超5000次，使用年限達10年以上，具有高容量保持率。即使在北方寒冷地區，該電池也能正常工作，且安全性極高，被刺破也不會起火，為大規模儲能和特定場景應用提供了可靠選擇。

科研成果

2025年第一季度，陳軍院士團隊已發表多項電池相關科研成果。

陳軍院士和盧勇特聘研究員等人報道了一種高度結晶的二維三輪烷基COF（TRO-BT-COF）的設計、制備及其在鋰離子電池中的應用，該COF富含氧化還原活性位點，實現了較高的實際容量。文章以“A Highly Crystalline Covalent Organic Framework With Rich Redox Active Sites as Cathode Material for Lithium Batteries”為題發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

陳軍院士、盧勇團隊通過調控電解質溶劑與鋰離子及稀釋劑間的相互作用，設計并實現了具有陰離子適度溶劑化結構的互連簇電解質體系，同步構建了穩固的陽極/電解質界面（SEI）和陰極/電解質界面（CEI）。文章以“Angewandte Chemie International Edition期刊發表題為“Constructing Robust Electrode/Electrolyte Interphases for Highly Stable Lithium-Sulfurized Polyacrylonitrile Batteries”為題發表在Angew. Chem. Int. Ed.上。

陳軍院士團隊報道了全甲基化的四甲基-1,3-二甲氧基二硅氧烷（TMMS）作為鋰金屬電池的單一溶劑。研究證明，TMMS中的全甲基化結構和硅-氧鍵能夠有效提高脫氫能壘，使電解質的氧化分解發生遷移。此外，TMMS較弱的溶劑化能力有利于形成富陰離子的溶劑化結構，從而在陰極和陽極均誘導生成富含無機物的電極/電解質界面層。因此，所配制的電解質對高壓陰極和鋰金屬陽極表現出顯著的穩定性。與基于二甲氧基乙烷的電解質相比，使用基于TMMS電解質的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂||Li（NCM811||Li）全電池在室溫和50℃下的容量保持率都有顯著提高。這項工作為全甲基化和硅-氧鍵策略提供了深入見解，并為高壓鋰金屬電池的發展鋪平了道路。文章以“Fully Methylated Siloxane-Based Electrolyte for Practical Lithium Metal Batteries”為題，發表在Journal of the American Chemical Society上。

參考來源：

宿松籍院士陳軍的“電池人生”.宿松EDU

六院士“領航”：中國固態電池新紀元.粉體網

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