2023年11月，該年度《麻省理工科技評論》“35歲以下科技創新35人”亞太區入選者名單正式發布，中國科學院物理研究所博士生導師、溧陽長三角物理研究中心特聘研究員、中科固能董事長吳凡入選。

　　《麻省理工科技評論》這樣評價吳凡：“他致力于硫化物全固態電池和關鍵固態電解質材料的開發，改善了它的界面兼容性、電化學性能、安全性和能量密度等，促進了產業化應用。”

　　專注研究全固態電池技術

　　2011年，從浙江大學材料學本科畢業后，吳凡前往美國北卡羅萊納州立大學繼續攻讀材料學碩士和博士學位。2014年，他得到了在普林斯頓大學開展博士后研究的機會，并于兩年后前往哈佛大學擔任研究員。

　　近年來，中國動力電池產業處于全球領先地位，在液態鋰離子電池領域取得了顯著進步。但是，隨著新能源汽車行業發展，市場對動力電池提出了更高的要求，更可靠、更安全、能量密度更高的電池成為企業發力的主要方向，全固態電池正是路徑之一。這也是吳凡回國的原因。

　　“日本、韓國等國家一直在推進硫化物的全固態電池產業化，從20多年前就已經開始布局，一直持續到今天。硫化物全固態電池或者說硫化物固態電解質，是最有希望實現全固態電池的材料體系，我們也一直堅持在做。”吳凡說。

　　2018年，吳凡收到了中國科學院物理所陳立泉院士團隊的邀約，希望吳凡能回國承擔全固態電池及關鍵固態電解質材料產業化的任務。吳凡沒有猶豫，他知道，自己回國發揮所長的時機到了。

　　2019年1月，年輕的吳凡作為中國科學院物理研究所的博士生導師，來到江蘇溧陽擔任長三角物理研究中心科學家工作室主任、天目湖先進儲能技術研究院首席科學家。為了盡快開展研發工作，吳凡在入職物理所后的第10天就孤身一人從北京來到了溧陽。一切從零起步，這是挑戰，更是動力。

　　“雖然配套的中試條件、測試分析、失效分析等硬件條件一流，但實驗室和團隊建設需要從頭開始。”從規劃實驗室、采購設備，到逐步創建硫化物全固態電池實驗室，上到國家、省、市科研項目的申請，下到實驗室每一條規章制度的建立，團隊人員與博士生的安置等，事無巨細，吳凡都希望能做得周全。

　　“我們在溧陽建立實驗室，得到了溧陽市委、市政府在硬件及團隊成員生活配套等方面很大的支持，這使團隊能夠專注于科研及產業化工作。”吳凡說，當地政府還積極推動團隊的科研成果產業化，依托溧陽布局較為完善的動力電池產業鏈，讓產業孵化有了適宜土壤。

　　推進動力電池產業發展

　　近年來，中國多次通過政策鼓勵發展固態鋰電池。2020年11月，國務院下發《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》，其中指出，“加快固態動力電池技術研發及產業化”。中國汽車工程學會發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中也曾提到，“固態電池研發力度加大，并布局全固態鋰離子和鋰硫電池等新體系電池研發。”

　　從行業角度來看，當前電動汽車、航空航天、大規模儲能等領域的高速發展，對電池的安全性、能量密度、使用壽命和溫度范圍都提出了更高的要求，全固態電池由于自身的高能量密度和安全性，被廣泛認為是最有可能解決上述問題的下一代核心儲能技術。但是，鋰枝晶等問題尚待解決，成為制約全固態電池性能的難點。

　　為此，吳凡帶領團隊開發了一種硬碳穩定化的鋰硅合金負極，擴大了活性區域并減輕了應力集中，從而改善了電極動力學和機械穩定性，一定程度上實現了硫化物全固態電池的長循環壽命、高電流密度、大放電倍率以及高面容量。

　　吳凡團隊還開發出氣相合成硫化物電解質方法，該方法的優勢在于具備較高的水穩定性和離子導電性。引入氣相合成方法，可以實現在空氣中進一步制備空氣穩定的硫化物固態電解質，從而大幅簡化了制備過程，解決了硫化物固態電解質材料在生產制備、運輸、儲存及使用等環節中，對環境要求嚴苛的難題，使其量產及應用成為可能。

　　如今，吳凡團隊已在溧陽建立起了500平方米的專業硫化物固態電池實驗室，培養了博士后、碩博研究生、工程師等40余位研發人才，搭建起1.5萬平方米的研究基地。

　　在溧陽工作的4年間，吳凡領導的科學家工作室申請了60余項國內、國際發明專利，發表了92篇SCI論文，承擔了15項國家級、省部級重點項目。隨著專業的硫化物固態電池實驗室建成，團隊在硫化物固態電解質材料的成本、空氣穩定性、電化學穩定性、成膜工藝等方面取得進展。

　　探索千億規模市場

　　去年9月，中科固能硫化物全固態電解質生產基地項目簽約儀式在江蘇省常州市舉行。中國工程院院士陳立泉通過視頻參加儀式并致辭。

　　據吳凡介紹，該項目將分兩期進行。其中，一期總投資為10億元，將進行全固態硫化物電解質材料的大批量生產，預計2025—2026年具備滿產能力，同年將開啟硫化物固態電解質膜、原材料、全固態電芯小試。二期總投資為50億元，規劃于2030年之前建成全固態電池產業園，配套的上下游產業鏈將形成千億規模市場。

　　按照計劃，中科固能硫化物全固態電解質生產基地項目，將建成世界范圍內具有代表性的百噸級規模化制備硫化物固態電解質生產線，為未來萬噸級別硫化物固態電解質的制備提供充分的實踐經驗和基礎數據。同時，在設備設計、工藝路線等方面將擁有關鍵知識產權。

　　“我們將依托中科院物理所、長三角物理研究中心和天目湖先進儲能技術研究院，持續深耕硫化物固態電解質及全固態電池領域研發，并開展大量基礎科學實驗和小中試試驗，在現階段開展中大型規模生產線的建設基礎上，圍繞硫化物固體電解質關鍵材料、固態電解質膜和全固態電芯的工程化放大依次布局，開發相關定制化設備，努力形成產業鏈閉環，為中國搶占下一代高能量密度高安全長壽命全固態電池技術主導權做出自己的貢獻。”吳凡說。

　　從出國深造到回國創業，吳凡很有感觸。他說，留學歸國人員可以利用在海外學習、工作積累的經驗，將海外資源與國內實際相結合，為科技創新、經濟發展和社會進步做出貢獻。同時，可以通過提供海外視角和建議，推動行業政策制定與國際接軌。“我們還可以利用自身語言和跨文化交流的優勢，積極開展中外交流活動，增進不同國家民眾之間的相互理解和信任，促進國際友好合作；發揮‘傳幫帶’的作用，為國內年輕人提供職業發展指導和幫助，培養更多具有國際視野和競爭力的優秀人才。”吳凡說。