#数学#【两个数学天才，一个成为了学术界扫地僧，一个沦为了农村低保户】梦想该不该坚持，看完这两位数学天才的故事，我深有启发。
数学家张益唐，1955年出生于上海，1978年考入北大数学系。1985年，在北大读完硕士后，张益唐赴美留学，在美国普渡大学攻读博士，师从台湾代数专家莫宗坚。都说导师决定了硕士博士的命运，这话在张益唐身上体现得淋漓尽致。
张益唐读博的研究方向与导师莫宗坚保持一致，但坏就坏在了这师徒研究方向的一致上。张益唐仅用两年时间就写出了博士论文，里面应用的大量导师已经证明过的理论。结果他惊讶地发现了导师的一个证明漏洞。
莫宗坚辛辛苦苦搞出来的研究成果，结果被学生发现搞错了，心里自然是不开心，心想这孩子居然敢找我的刺。于是莫宗坚迟迟不通过张益唐的博士论文，你不是很厉害吗，那就继续跟着我做研究。张益唐两年写出博士论文，最后熬了7年才让莫宗坚通过了他的博士论文，顺利毕业，这还得亏博士最多只能读7年。此时的张益唐已经37岁了，对于一个数学家来说已经不算年轻了。
虽然博士毕业了，但导师没有给张益唐写推荐信，这让他找工作举步维艰，根本找不到学术研究的相关工作。当时的北大校长丁石孙很器重张益唐，想邀请他回北大任教，但张益唐在数学方面是有梦想的，还没做出成绩就回国，他放不下这个脸面，所以拒绝了丁校长的邀请，所以继续坚持自己在美国的数学梦想。
不过后面的经历就有点惨淡了，因为找不到学术工作，张益唐只好靠送快递、去饭店端盘子、做小工等维持生计。就算生活如此艰难，他在打工之余也还是会去翻阅一下数学文献。这种生活又足足熬了7年。
后面是张益唐的北大师弟实在看不下去了，便帮他找到了一份学术职位，去新罕布什尔大学当临时讲师。这一年是1999年，张益唐已经44岁了。从这之后，张益唐算是有了稳定的工作，开始慢慢地声名鹊起。
又过去了两个7年，到了2013年，张益唐终于迎来了自己的巅峰，他在事先没有告诉任何人的情况下，将自己的研究论文《素数间的有界距离》投给了《数学年刊》，这是数学界最有声望的刊物。3个星期过后，他的论文被采纳，在学术界引起了巨大轰动。审稿人曾这样评价他的论文：“张的工作可以说是解析数论的巅峰之作，将引发持久雪崩式的优化和改进，以及后续的理论创新。”
一夜之间，张益唐重新定位了解析数论的焦点，站在了数学的最巅峰。这一年，他58岁，从赴美留学开始，经历4个7年之后，终于大器晚成。
而另一个和张益唐同为数学天才的刘汉清，结局就惨淡多了。
1980年，16岁的刘汉清以全县第一的成绩考入哈尔滨工业大学建筑材料系，成为当地人人皆知的高考状元。大三的时候他迷上了数论，便开始了废寝忘食地研究，其他的专业课几乎被他全部放弃了，最后导致挂科过多，无法毕业。学校多给了他一年时间，但他仍然废寝忘食地研究数论，最后还是没有拿到毕业证。
1985年，拿不到毕业证的刘汉清肄业回家，虽然没有工作，但他并不后悔，他相信自己的数论研究会有所成，便继续潜心研究。
后面刘汉清在家研究了几年，他觉得自己已经有了初步成果，便将自己的论文投给了北大教授潘承彪。一个月后，潘教授回复了他，大概意思就是论文中第五页有个论点未经证明，导致后面的论证没有意义，不需再继续往下看了。
刘汉清很固执，觉得没有证明并非不能证明，便继续研究。有同学曾经帮他找过一份工作，但他干了一个月就不干了，因为要上夜班，并且工厂噪声大，影响他做研究。
后面他患上了严重的焦虑症，每天需要靠药物才能入睡，这才让他放弃了自己热爱多年的数学研究。
2012年，因为父母的年龄越来越大，自己又没有工作，刘汉清的生活贫困到了极点，每天只能吃两顿。政府为他批下了低保，他就靠着每个月400块的低保以及父母捡破烂、做农活的微薄收入过活。现在56岁的的刘汉清仍然没有成家，没有孩子，孤身一人。
张益唐与刘汉清，同样是痴迷数学，坚持自己的数学梦想，结局的差距却如此之大？关键在于能否正确认识自己的能力与才华，在面对梦想时，自己是否拥有已经证明过的天赋与才华很重要。
张益唐其实在北大读书时就已经证明过自己的数学天分了，他的同学王小东曾说：“张益唐是唯一一个数学天分比我高的同学。”并且在那个时候，北大校长丁石孙就已经注意到他了。
而刘汉清到底有没有数学天分呢？可能只有他自己认为他有，别人看到的可能只是他的一腔热血。
所以当我们面对梦想该不该坚持这个问题时，首先要正确认识到自己是否有与梦想匹配的天分与能力，不然盲目坚持，可能只会害了自己。#梦想# #人生#
数学家张益唐，1955年出生于上海，1978年考入北大数学系。1985年，在北大读完硕士后，张益唐赴美留学，在美国普渡大学攻读博士，师从台湾代数专家莫宗坚。都说导师决定了硕士博士的命运，这话在张益唐身上体现得淋漓尽致。
张益唐读博的研究方向与导师莫宗坚保持一致，但坏就坏在了这师徒研究方向的一致上。张益唐仅用两年时间就写出了博士论文，里面应用的大量导师已经证明过的理论。结果他惊讶地发现了导师的一个证明漏洞。
莫宗坚辛辛苦苦搞出来的研究成果，结果被学生发现搞错了，心里自然是不开心，心想这孩子居然敢找我的刺。于是莫宗坚迟迟不通过张益唐的博士论文，你不是很厉害吗，那就继续跟着我做研究。张益唐两年写出博士论文，最后熬了7年才让莫宗坚通过了他的博士论文，顺利毕业，这还得亏博士最多只能读7年。此时的张益唐已经37岁了，对于一个数学家来说已经不算年轻了。
虽然博士毕业了，但导师没有给张益唐写推荐信，这让他找工作举步维艰，根本找不到学术研究的相关工作。当时的北大校长丁石孙很器重张益唐，想邀请他回北大任教，但张益唐在数学方面是有梦想的，还没做出成绩就回国，他放不下这个脸面，所以拒绝了丁校长的邀请，所以继续坚持自己在美国的数学梦想。
不过后面的经历就有点惨淡了，因为找不到学术工作，张益唐只好靠送快递、去饭店端盘子、做小工等维持生计。就算生活如此艰难，他在打工之余也还是会去翻阅一下数学文献。这种生活又足足熬了7年。
后面是张益唐的北大师弟实在看不下去了，便帮他找到了一份学术职位，去新罕布什尔大学当临时讲师。这一年是1999年，张益唐已经44岁了。从这之后，张益唐算是有了稳定的工作，开始慢慢地声名鹊起。
又过去了两个7年，到了2013年，张益唐终于迎来了自己的巅峰，他在事先没有告诉任何人的情况下，将自己的研究论文《素数间的有界距离》投给了《数学年刊》，这是数学界最有声望的刊物。3个星期过后，他的论文被采纳，在学术界引起了巨大轰动。审稿人曾这样评价他的论文：“张的工作可以说是解析数论的巅峰之作，将引发持久雪崩式的优化和改进，以及后续的理论创新。”
一夜之间，张益唐重新定位了解析数论的焦点，站在了数学的最巅峰。这一年，他58岁，从赴美留学开始，经历4个7年之后，终于大器晚成。
而另一个和张益唐同为数学天才的刘汉清，结局就惨淡多了。
1980年，16岁的刘汉清以全县第一的成绩考入哈尔滨工业大学建筑材料系，成为当地人人皆知的高考状元。大三的时候他迷上了数论，便开始了废寝忘食地研究，其他的专业课几乎被他全部放弃了，最后导致挂科过多，无法毕业。学校多给了他一年时间，但他仍然废寝忘食地研究数论，最后还是没有拿到毕业证。
1985年，拿不到毕业证的刘汉清肄业回家，虽然没有工作，但他并不后悔，他相信自己的数论研究会有所成，便继续潜心研究。
后面刘汉清在家研究了几年，他觉得自己已经有了初步成果，便将自己的论文投给了北大教授潘承彪。一个月后，潘教授回复了他，大概意思就是论文中第五页有个论点未经证明，导致后面的论证没有意义，不需再继续往下看了。
刘汉清很固执，觉得没有证明并非不能证明，便继续研究。有同学曾经帮他找过一份工作，但他干了一个月就不干了，因为要上夜班，并且工厂噪声大，影响他做研究。
后面他患上了严重的焦虑症，每天需要靠药物才能入睡，这才让他放弃了自己热爱多年的数学研究。
2012年，因为父母的年龄越来越大，自己又没有工作，刘汉清的生活贫困到了极点，每天只能吃两顿。政府为他批下了低保，他就靠着每个月400块的低保以及父母捡破烂、做农活的微薄收入过活。现在56岁的的刘汉清仍然没有成家，没有孩子，孤身一人。
张益唐与刘汉清，同样是痴迷数学，坚持自己的数学梦想，结局的差距却如此之大？关键在于能否正确认识自己的能力与才华，在面对梦想时，自己是否拥有已经证明过的天赋与才华很重要。
张益唐其实在北大读书时就已经证明过自己的数学天分了，他的同学王小东曾说：“张益唐是唯一一个数学天分比我高的同学。”并且在那个时候，北大校长丁石孙就已经注意到他了。
而刘汉清到底有没有数学天分呢？可能只有他自己认为他有，别人看到的可能只是他的一腔热血。
所以当我们面对梦想该不该坚持这个问题时，首先要正确认识到自己是否有与梦想匹配的天分与能力，不然盲目坚持，可能只会害了自己。#梦想# #人生#
【取代锂电池？氯离子电池能否掀起"绿色革命"[思考]】11年前，因铅酸蓄电池企业污染，江苏大丰50多名儿童血铅中毒，其中不乏10个月大的婴儿。这件事深深触动了李明强，也改变了他的人生轨迹。
“我一辈子都会研究绿色动力电池，要让百姓用着放心。”英国学成归来的他立即加入大连理工大学，从事绿色动力电池研究，相继研制出高寿命镍锌电池、碘离子电池和溴离子电池。
近日，李明强团队又提出一款基于盐包水电解质的高性能氯离子电池，该水系氯离子全电池可以在0~3.1伏电压区间内运行，能量密度达262瓦时/千克，寿命达2000次（保持率70 %）。如此高的循环稳定性首次在氯离子电池体系中实现。相关研究成果发表于iScience。
图：测试中的氯离子电池
【更加环保的潜力军】
“与传统动力电池不同，绿色动力电池不采用含毒成分材料，生产使用过程中和废弃后都不会污染环境，是一类高性能、无污染的储能系统。”李明强在接受《中国科学报》采访时表示。
氯离子电池是绿色动力电池的一种，该电池理论体积能量密度高（2500 Wh/L）、成本低、安全性好。由于海水、矿产、盐湖等均含有丰富的氯资源，氯离子电池也被认为是潜在的“下一代”电化学存储设备。
然而，氯离子氧化还原材料的不稳定性及在电解质中的溶解性，导致氯离子电池循环寿命短（100次左右），从而限制其在储能领域的发展应用。
李明强团队研发的高压水系氯离子全电池，则采用碳材料做正极，饱和四甲基氯化铵水溶液做电解质，金属锌做负极，“解决了电极材料在电解质中溶解和循环寿命短的问题，有望推动氯离子电池取代锂离子电池”。
实际上，高压水系氯离子电池相较于传统“热门”电池有诸多优势。“它比易燃、有毒有机电解质锂离子电池更安全；比低能量密度镍氢电池理论体积能量密度更高；氯资源可取自海水、矿产等，比使用成本高昂的质子交换膜与铂触媒燃料电池成本更加低廉。”李明强说。
论文第一作者、大连理工大学研究生李彤向《中国科学报》介绍，“基于盐包水电解质的高性能氯离子电池”指该氯离子电池采用盐包水电解质，后者是指溶质和溶剂（水）质量比/体积比都远大于1的电解质，“可大幅提升水系电解液的电化学窗口，使电池具有更高能量密度，并且环保安全”。
【多次试错终得突破】
实际上，李明强从2006年就开始关注绿色动力电池，10多年过去了，国内外研究氯离子电池团队依然很少。
“针对当前电池问题，我不会随大流盲目研发，而是找到根本解决路径，氯离子电池研究比较超前，而且存在很多技术难点。”李明强看问题的角度有所不同。
在研发氯离子电池这些年里，他遇到了充放电效率低、活性物质利用不完全、循环寿命低、充放电状态不稳定等诸多技术难题。该研究最为惊喜的进展，是解决了氯离子电池循环寿命短的问题。
正极材料在电解质中溶解的问题是造成氯离子电池循环寿命短的主要原因。李明强说，“此前，我们主要采用金属氯化物和金属氯氧化物作为氯离子电正极材料，电解质为离子液体，电极材料会在电解质中溶解，使氯离子电池容量衰减严重，从而导致较低循环寿命（约100次）。”
为了选择合适的电解液，该团队曾尝试过不同的有机试剂做溶剂，但电极溶解问题一直没有得到改善。在查阅相关资料、分析讨论后，他们发现高浓度电解质对电极材料的溶解具有抑制作用，而氯盐在水中具有较高溶解度，于是采用了盐包水电解质。
正极材料的选择则更为曲折。“当时国内外有关氯离子的研究都是以氯化物和氯氧化物为主，直到看到《自然》发布的一项锂离子电池研究成果，科研人员利用卤族元素（溴、氯）+石墨开发出一种与传统锂电池完全不同的正极材料。”李彤告诉记者。
“此前，碳材料主要被用作超级电容器正极材料。工作机理有本质上的不同。超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层存储能量，不是离子迁移，而我们研发的电池属于离子电池，主要依靠氯离子在正负极之间来回移动实现能量存储。”李彤解释说。
受到启发，团队开始尝试使用碳材料作为正极材料，结果显示，它可以解决电极材料在电解质中溶解的问题。
虽然电解质溶解问题解决了，但循环寿命还是不理想。随后，团队经过3天密集查阅资料、讨论对策、制定实验方案，终于找到集流体这一容易被忽略的影响循环寿命的因素。
“我们尝试了很多集流体，不锈钢箔、钛片、镍箔等，效果都不理想，最后尝试将碳材料制成浆涂抹在石墨箔上，氯离子电池循环寿命低的难题终于得到解决，这为阴离子电池正极材料的开发提供了新思路。”李彤说。
【产业化之光显现】
虽然此次研发的氯离子电池具有高安全性、成本低、制备工艺简单等优势，但距离产业化依然有一段艰难的路要走。
李彤告诉记者，此次研发的氯离子电池正极材料比容量在100~140 mAh/g之间，低于目前商用锂离子电池三元材料的比容量（155~220 mAh/g）。
此外，氯离子电池库仑效率为90%，还要继续寻找合适的电解质添加剂，构建更加稳定的电解质，从而避免电解质中氯离子的损失，或通过降低碳材料缺陷浓度和表面含氧官能团改善电池库仑效率。
推进氯离子电池等绿色动力电池产业化是李明强多年来一直追求的事业。已是副教授的他直言：“这十几年，我一心要做绿色动力电池转化。”
实际上，在黎明前的孤路上行走，李明强也有过动摇，但每当取得一点进展，他又兴奋地继续前行。“我们还开展了溴离子电池、碘离子电池等绿色动力电池研究，这种阴离子电池之间有相通机理，当其中一种电池进入研究瓶颈时，可能会在另一种电池研发中找到灵感。”李明强说。
目前，李明强校内团队成员只有4人，但大家对绿色动力电池研发可谓痴迷。“我跟学生每天都会去实验室，没有周末，一天不去大家都会觉得不舒服，而我一天去好几次。”接受采访时，他刚从实验室回来。
目前，已经有企业陆续找到李明强商谈绿色动力电池研发和推广事宜，先前研发的镍锌电池也已做出成品，即将产业化。“我希望，未来支持绿色动力电池发展的项目多一些、人才多一些、眼光远一些。”李明强说。https://t.cn/A6tJ2CQU
“我一辈子都会研究绿色动力电池，要让百姓用着放心。”英国学成归来的他立即加入大连理工大学，从事绿色动力电池研究，相继研制出高寿命镍锌电池、碘离子电池和溴离子电池。
近日，李明强团队又提出一款基于盐包水电解质的高性能氯离子电池，该水系氯离子全电池可以在0~3.1伏电压区间内运行，能量密度达262瓦时/千克，寿命达2000次（保持率70 %）。如此高的循环稳定性首次在氯离子电池体系中实现。相关研究成果发表于iScience。
图：测试中的氯离子电池
【更加环保的潜力军】
“与传统动力电池不同，绿色动力电池不采用含毒成分材料，生产使用过程中和废弃后都不会污染环境，是一类高性能、无污染的储能系统。”李明强在接受《中国科学报》采访时表示。
氯离子电池是绿色动力电池的一种，该电池理论体积能量密度高（2500 Wh/L）、成本低、安全性好。由于海水、矿产、盐湖等均含有丰富的氯资源，氯离子电池也被认为是潜在的“下一代”电化学存储设备。
然而，氯离子氧化还原材料的不稳定性及在电解质中的溶解性，导致氯离子电池循环寿命短（100次左右），从而限制其在储能领域的发展应用。
李明强团队研发的高压水系氯离子全电池，则采用碳材料做正极，饱和四甲基氯化铵水溶液做电解质，金属锌做负极，“解决了电极材料在电解质中溶解和循环寿命短的问题，有望推动氯离子电池取代锂离子电池”。
实际上，高压水系氯离子电池相较于传统“热门”电池有诸多优势。“它比易燃、有毒有机电解质锂离子电池更安全；比低能量密度镍氢电池理论体积能量密度更高；氯资源可取自海水、矿产等，比使用成本高昂的质子交换膜与铂触媒燃料电池成本更加低廉。”李明强说。
论文第一作者、大连理工大学研究生李彤向《中国科学报》介绍，“基于盐包水电解质的高性能氯离子电池”指该氯离子电池采用盐包水电解质，后者是指溶质和溶剂（水）质量比/体积比都远大于1的电解质，“可大幅提升水系电解液的电化学窗口，使电池具有更高能量密度，并且环保安全”。
【多次试错终得突破】
实际上，李明强从2006年就开始关注绿色动力电池，10多年过去了，国内外研究氯离子电池团队依然很少。
“针对当前电池问题，我不会随大流盲目研发，而是找到根本解决路径，氯离子电池研究比较超前，而且存在很多技术难点。”李明强看问题的角度有所不同。
在研发氯离子电池这些年里，他遇到了充放电效率低、活性物质利用不完全、循环寿命低、充放电状态不稳定等诸多技术难题。该研究最为惊喜的进展，是解决了氯离子电池循环寿命短的问题。
正极材料在电解质中溶解的问题是造成氯离子电池循环寿命短的主要原因。李明强说，“此前，我们主要采用金属氯化物和金属氯氧化物作为氯离子电正极材料，电解质为离子液体，电极材料会在电解质中溶解，使氯离子电池容量衰减严重，从而导致较低循环寿命（约100次）。”
为了选择合适的电解液，该团队曾尝试过不同的有机试剂做溶剂，但电极溶解问题一直没有得到改善。在查阅相关资料、分析讨论后，他们发现高浓度电解质对电极材料的溶解具有抑制作用，而氯盐在水中具有较高溶解度，于是采用了盐包水电解质。
正极材料的选择则更为曲折。“当时国内外有关氯离子的研究都是以氯化物和氯氧化物为主，直到看到《自然》发布的一项锂离子电池研究成果，科研人员利用卤族元素（溴、氯）+石墨开发出一种与传统锂电池完全不同的正极材料。”李彤告诉记者。
“此前，碳材料主要被用作超级电容器正极材料。工作机理有本质上的不同。超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层存储能量，不是离子迁移，而我们研发的电池属于离子电池，主要依靠氯离子在正负极之间来回移动实现能量存储。”李彤解释说。
受到启发，团队开始尝试使用碳材料作为正极材料，结果显示，它可以解决电极材料在电解质中溶解的问题。
虽然电解质溶解问题解决了，但循环寿命还是不理想。随后，团队经过3天密集查阅资料、讨论对策、制定实验方案，终于找到集流体这一容易被忽略的影响循环寿命的因素。
“我们尝试了很多集流体，不锈钢箔、钛片、镍箔等，效果都不理想，最后尝试将碳材料制成浆涂抹在石墨箔上，氯离子电池循环寿命低的难题终于得到解决，这为阴离子电池正极材料的开发提供了新思路。”李彤说。
【产业化之光显现】
虽然此次研发的氯离子电池具有高安全性、成本低、制备工艺简单等优势，但距离产业化依然有一段艰难的路要走。
李彤告诉记者，此次研发的氯离子电池正极材料比容量在100~140 mAh/g之间，低于目前商用锂离子电池三元材料的比容量（155~220 mAh/g）。
此外，氯离子电池库仑效率为90%，还要继续寻找合适的电解质添加剂，构建更加稳定的电解质，从而避免电解质中氯离子的损失，或通过降低碳材料缺陷浓度和表面含氧官能团改善电池库仑效率。
推进氯离子电池等绿色动力电池产业化是李明强多年来一直追求的事业。已是副教授的他直言：“这十几年，我一心要做绿色动力电池转化。”
实际上，在黎明前的孤路上行走，李明强也有过动摇，但每当取得一点进展，他又兴奋地继续前行。“我们还开展了溴离子电池、碘离子电池等绿色动力电池研究，这种阴离子电池之间有相通机理，当其中一种电池进入研究瓶颈时，可能会在另一种电池研发中找到灵感。”李明强说。
目前，李明强校内团队成员只有4人，但大家对绿色动力电池研发可谓痴迷。“我跟学生每天都会去实验室，没有周末，一天不去大家都会觉得不舒服，而我一天去好几次。”接受采访时，他刚从实验室回来。
目前，已经有企业陆续找到李明强商谈绿色动力电池研发和推广事宜，先前研发的镍锌电池也已做出成品，即将产业化。“我希望，未来支持绿色动力电池发展的项目多一些、人才多一些、眼光远一些。”李明强说。https://t.cn/A6tJ2CQU
【取代锂电池？氯离子电池能否掀起"绿色革命"[思考]】11年前，因铅酸蓄电池企业污染，江苏大丰50多名儿童血铅中毒，其中不乏10个月大的婴儿。这件事深深触动了李明强，也改变了他的人生轨迹。
“我一辈子都会研究绿色动力电池，要让百姓用着放心。”英国学成归来的他立即加入大连理工大学，从事绿色动力电池研究，相继研制出高寿命镍锌电池、碘离子电池和溴离子电池。
近日，李明强团队又提出一款基于盐包水电解质的高性能氯离子电池，该水系氯离子全电池可以在0~3.1伏电压区间内运行，能量密度达262瓦时/千克，寿命达2000次（保持率70 %）。如此高的循环稳定性首次在氯离子电池体系中实现。相关研究成果发表于iScience。
图：测试中的氯离子电池
【更加环保的潜力军】
“与传统动力电池不同，绿色动力电池不采用含毒成分材料，生产使用过程中和废弃后都不会污染环境，是一类高性能、无污染的储能系统。”李明强在接受《中国科学报》采访时表示。
氯离子电池是绿色动力电池的一种，该电池理论体积能量密度高（2500 Wh/L）、成本低、安全性好。由于海水、矿产、盐湖等均含有丰富的氯资源，氯离子电池也被认为是潜在的“下一代”电化学存储设备。
然而，氯离子氧化还原材料的不稳定性及在电解质中的溶解性，导致氯离子电池循环寿命短（100次左右），从而限制其在储能领域的发展应用。
李明强团队研发的高压水系氯离子全电池，则采用碳材料做正极，饱和四甲基氯化铵水溶液做电解质，金属锌做负极，“解决了电极材料在电解质中溶解和循环寿命短的问题，有望推动氯离子电池取代锂离子电池”。
实际上，高压水系氯离子电池相较于传统“热门”电池有诸多优势。“它比易燃、有毒有机电解质锂离子电池更安全；比低能量密度镍氢电池理论体积能量密度更高；氯资源可取自海水、矿产等，比使用成本高昂的质子交换膜与铂触媒燃料电池成本更加低廉。”李明强说。
论文第一作者、大连理工大学研究生李彤向《中国科学报》介绍，“基于盐包水电解质的高性能氯离子电池”指该氯离子电池采用盐包水电解质，后者是指溶质和溶剂（水）质量比/体积比都远大于1的电解质，“可大幅提升水系电解液的电化学窗口，使电池具有更高能量密度，并且环保安全”。
【多次试错终得突破】
实际上，李明强从2006年就开始关注绿色动力电池，10多年过去了，国内外研究氯离子电池团队依然很少。
“针对当前电池问题，我不会随大流盲目研发，而是找到根本解决路径，氯离子电池研究比较超前，而且存在很多技术难点。”李明强看问题的角度有所不同。
在研发氯离子电池这些年里，他遇到了充放电效率低、活性物质利用不完全、循环寿命低、充放电状态不稳定等诸多技术难题。该研究最为惊喜的进展，是解决了氯离子电池循环寿命短的问题。
正极材料在电解质中溶解的问题是造成氯离子电池循环寿命短的主要原因。李明强说，“此前，我们主要采用金属氯化物和金属氯氧化物作为氯离子电正极材料，电解质为离子液体，电极材料会在电解质中溶解，使氯离子电池容量衰减严重，从而导致较低循环寿命（约100次）。”
为了选择合适的电解液，该团队曾尝试过不同的有机试剂做溶剂，但电极溶解问题一直没有得到改善。在查阅相关资料、分析讨论后，他们发现高浓度电解质对电极材料的溶解具有抑制作用，而氯盐在水中具有较高溶解度，于是采用了盐包水电解质。
正极材料的选择则更为曲折。“当时国内外有关氯离子的研究都是以氯化物和氯氧化物为主，直到看到《自然》发布的一项锂离子电池研究成果，科研人员利用卤族元素（溴、氯）+石墨开发出一种与传统锂电池完全不同的正极材料。”李彤告诉记者。
“此前，碳材料主要被用作超级电容器正极材料。工作机理有本质上的不同。超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层存储能量，不是离子迁移，而我们研发的电池属于离子电池，主要依靠氯离子在正负极之间来回移动实现能量存储。”李彤解释说。
受到启发，团队开始尝试使用碳材料作为正极材料，结果显示，它可以解决电极材料在电解质中溶解的问题。
虽然电解质溶解问题解决了，但循环寿命还是不理想。随后，团队经过3天密集查阅资料、讨论对策、制定实验方案，终于找到集流体这一容易被忽略的影响循环寿命的因素。
“我们尝试了很多集流体，不锈钢箔、钛片、镍箔等，效果都不理想，最后尝试将碳材料制成浆涂抹在石墨箔上，氯离子电池循环寿命低的难题终于得到解决，这为阴离子电池正极材料的开发提供了新思路。”李彤说。
【产业化之光显现】
虽然此次研发的氯离子电池具有高安全性、成本低、制备工艺简单等优势，但距离产业化依然有一段艰难的路要走。
李彤告诉记者，此次研发的氯离子电池正极材料比容量在100~140 mAh/g之间，低于目前商用锂离子电池三元材料的比容量（155~220 mAh/g）。
此外，氯离子电池库仑效率为90%，还要继续寻找合适的电解质添加剂，构建更加稳定的电解质，从而避免电解质中氯离子的损失，或通过降低碳材料缺陷浓度和表面含氧官能团改善电池库仑效率。
推进氯离子电池等绿色动力电池产业化是李明强多年来一直追求的事业。已是副教授的他直言：“这十几年，我一心要做绿色动力电池转化。”
实际上，在黎明前的孤路上行走，李明强也有过动摇，但每当取得一点进展，他又兴奋地继续前行。“我们还开展了溴离子电池、碘离子电池等绿色动力电池研究，这种阴离子电池之间有相通机理，当其中一种电池进入研究瓶颈时，可能会在另一种电池研发中找到灵感。”李明强说。
目前，李明强校内团队成员只有4人，但大家对绿色动力电池研发可谓痴迷。“我跟学生每天都会去实验室，没有周末，一天不去大家都会觉得不舒服，而我一天去好几次。”接受采访时，他刚从实验室回来。
目前，已经有企业陆续找到李明强商谈绿色动力电池研发和推广事宜，先前研发的镍锌电池也已做出成品，即将产业化。“我希望，未来支持绿色动力电池发展的项目多一些、人才多一些、眼光远一些。”李明强说。https://t.cn/A6tJ2CQU
“我一辈子都会研究绿色动力电池，要让百姓用着放心。”英国学成归来的他立即加入大连理工大学，从事绿色动力电池研究，相继研制出高寿命镍锌电池、碘离子电池和溴离子电池。
近日，李明强团队又提出一款基于盐包水电解质的高性能氯离子电池，该水系氯离子全电池可以在0~3.1伏电压区间内运行，能量密度达262瓦时/千克，寿命达2000次（保持率70 %）。如此高的循环稳定性首次在氯离子电池体系中实现。相关研究成果发表于iScience。
图：测试中的氯离子电池
【更加环保的潜力军】
“与传统动力电池不同，绿色动力电池不采用含毒成分材料，生产使用过程中和废弃后都不会污染环境，是一类高性能、无污染的储能系统。”李明强在接受《中国科学报》采访时表示。
氯离子电池是绿色动力电池的一种，该电池理论体积能量密度高（2500 Wh/L）、成本低、安全性好。由于海水、矿产、盐湖等均含有丰富的氯资源，氯离子电池也被认为是潜在的“下一代”电化学存储设备。
然而，氯离子氧化还原材料的不稳定性及在电解质中的溶解性，导致氯离子电池循环寿命短（100次左右），从而限制其在储能领域的发展应用。
李明强团队研发的高压水系氯离子全电池，则采用碳材料做正极，饱和四甲基氯化铵水溶液做电解质，金属锌做负极，“解决了电极材料在电解质中溶解和循环寿命短的问题，有望推动氯离子电池取代锂离子电池”。
实际上，高压水系氯离子电池相较于传统“热门”电池有诸多优势。“它比易燃、有毒有机电解质锂离子电池更安全；比低能量密度镍氢电池理论体积能量密度更高；氯资源可取自海水、矿产等，比使用成本高昂的质子交换膜与铂触媒燃料电池成本更加低廉。”李明强说。
论文第一作者、大连理工大学研究生李彤向《中国科学报》介绍，“基于盐包水电解质的高性能氯离子电池”指该氯离子电池采用盐包水电解质，后者是指溶质和溶剂（水）质量比/体积比都远大于1的电解质，“可大幅提升水系电解液的电化学窗口，使电池具有更高能量密度，并且环保安全”。
【多次试错终得突破】
实际上，李明强从2006年就开始关注绿色动力电池，10多年过去了，国内外研究氯离子电池团队依然很少。
“针对当前电池问题，我不会随大流盲目研发，而是找到根本解决路径，氯离子电池研究比较超前，而且存在很多技术难点。”李明强看问题的角度有所不同。
在研发氯离子电池这些年里，他遇到了充放电效率低、活性物质利用不完全、循环寿命低、充放电状态不稳定等诸多技术难题。该研究最为惊喜的进展，是解决了氯离子电池循环寿命短的问题。
正极材料在电解质中溶解的问题是造成氯离子电池循环寿命短的主要原因。李明强说，“此前，我们主要采用金属氯化物和金属氯氧化物作为氯离子电正极材料，电解质为离子液体，电极材料会在电解质中溶解，使氯离子电池容量衰减严重，从而导致较低循环寿命（约100次）。”
为了选择合适的电解液，该团队曾尝试过不同的有机试剂做溶剂，但电极溶解问题一直没有得到改善。在查阅相关资料、分析讨论后，他们发现高浓度电解质对电极材料的溶解具有抑制作用，而氯盐在水中具有较高溶解度，于是采用了盐包水电解质。
正极材料的选择则更为曲折。“当时国内外有关氯离子的研究都是以氯化物和氯氧化物为主，直到看到《自然》发布的一项锂离子电池研究成果，科研人员利用卤族元素（溴、氯）+石墨开发出一种与传统锂电池完全不同的正极材料。”李彤告诉记者。
“此前，碳材料主要被用作超级电容器正极材料。工作机理有本质上的不同。超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层存储能量，不是离子迁移，而我们研发的电池属于离子电池，主要依靠氯离子在正负极之间来回移动实现能量存储。”李彤解释说。
受到启发，团队开始尝试使用碳材料作为正极材料，结果显示，它可以解决电极材料在电解质中溶解的问题。
虽然电解质溶解问题解决了，但循环寿命还是不理想。随后，团队经过3天密集查阅资料、讨论对策、制定实验方案，终于找到集流体这一容易被忽略的影响循环寿命的因素。
“我们尝试了很多集流体，不锈钢箔、钛片、镍箔等，效果都不理想，最后尝试将碳材料制成浆涂抹在石墨箔上，氯离子电池循环寿命低的难题终于得到解决，这为阴离子电池正极材料的开发提供了新思路。”李彤说。
【产业化之光显现】
虽然此次研发的氯离子电池具有高安全性、成本低、制备工艺简单等优势，但距离产业化依然有一段艰难的路要走。
李彤告诉记者，此次研发的氯离子电池正极材料比容量在100~140 mAh/g之间，低于目前商用锂离子电池三元材料的比容量（155~220 mAh/g）。
此外，氯离子电池库仑效率为90%，还要继续寻找合适的电解质添加剂，构建更加稳定的电解质，从而避免电解质中氯离子的损失，或通过降低碳材料缺陷浓度和表面含氧官能团改善电池库仑效率。
推进氯离子电池等绿色动力电池产业化是李明强多年来一直追求的事业。已是副教授的他直言：“这十几年，我一心要做绿色动力电池转化。”
实际上，在黎明前的孤路上行走，李明强也有过动摇，但每当取得一点进展，他又兴奋地继续前行。“我们还开展了溴离子电池、碘离子电池等绿色动力电池研究，这种阴离子电池之间有相通机理，当其中一种电池进入研究瓶颈时，可能会在另一种电池研发中找到灵感。”李明强说。
目前，李明强校内团队成员只有4人，但大家对绿色动力电池研发可谓痴迷。“我跟学生每天都会去实验室，没有周末，一天不去大家都会觉得不舒服，而我一天去好几次。”接受采访时，他刚从实验室回来。
目前，已经有企业陆续找到李明强商谈绿色动力电池研发和推广事宜，先前研发的镍锌电池也已做出成品，即将产业化。“我希望，未来支持绿色动力电池发展的项目多一些、人才多一些、眼光远一些。”李明强说。https://t.cn/A6tJ2CQU
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