Wiley人物专访之青年科学家访谈—浙江大学范修林研究员

本周末WILEY人物访谈之青年科学家系列我们对话的是浙江大学范修林研究员。访谈中范老师谈到了自己为何会选择二次电池储能领域以及对自己产生重要影响的几位导师的有趣故事。“一个人以学术许身,便再没有权利同普通人一样生活”。当然,这一过程也必然伴随着“山穷水复疑无路,柳暗花明又一村”的惊喜。

人物简介:

范修林 博士,浙江大学“百人计划”研究员,国家特聘青年专家,博士生导师。分别于2007年和2012年在浙江大学获得本科和博士学位。2013-2019年在马里兰大学先后以博士后和研究科学家的身份从事锂金属电池和锂离子电池等能源存储器件的界面工程及相关电解液的设计研究。目前共计发表SCI论文120余篇,包括Nature Nanotech.、Nature Energy等多篇Nature子刊。研究成果先后被C&EN, Science Daily, Engineering 360, R&Dmag,TechXplore,人民网等国际、国内知名媒体报道,受到广泛关注。目前引用次数> 9000,H-index = 52(截止2020年9月)。为《物理化学学报》、《中南大学学报(英文版)》等SCI期刊青年编委。

MVC:能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作?

FXL去年,我全职回到浙江大学材料学院组建实验室。目前我们课题组的主要研究方向是新型电解液/电解质的开发及应用,以期能够从根本上提升目前锂电池的能量密度和安全性。近年来,随着锂离子电池在电动汽车和大规模储能的应用,商用EC基电解液-石墨负极-三元正极电池体系的能量密度已优化至极致,并且暴露出越来越严重的安全问题。如果要进一步提升锂电池的能量密度和安全性,必然要开发新型的电解液/电解质以匹配新一代的正负极体系。

MVC: 最初是什么把您吸引到科学领域的呢?有哪些有趣的故事可以和大家分享一下。

FXL小时候,生活在山东中部的一个小山村。90年代的山东,每到晚上为了保证城市用电和工业用电,农村必然会停电。邻居家里有我们村子里唯一一个被叫做“电瓶”的东西,感觉非常神奇。从那时起就有一个梦想,让“电瓶”可以装更多的电,同时价格更便宜,让怕黑的孩子不再畏惧黑夜的降临。因此,本科之后选择了二次电池储能领域。

MVC:您觉得做科研给您带来最大的改变是什么? 科研生涯中有哪些对您产生重要影响的人和事?

FXL相对沉稳的性格。因为在科研过程中,10个自我感觉非常棒的想法有1个向着预期发展就不错了。所以久了之后,也就没脾气了。

在我的整个科研过程中,三位导师对我影响最大。首先是我的博士后期间的导师王春生老师,王老师潜心于电化学领域30余年。最让人叹服的是导师几十年如一日的纯粹而专注的科研精神和尖锐而深邃的洞察能力。一直以来,王老师每天早上9:00到办公室,晚上9:00点以后才回家,997的工作模式风雨无阻。并且,经常深夜12点左右收到他电话讨论问题,当然我也经常随时给他打电话进行探讨,无论深夜还是凌晨。幸运的是,在马里兰同时也遇到了另外两位锂电领域的巨擘。首先是许康老师,许康老师两篇经典传世之作Chem. Rev.,一举奠定了在电解液领域的宗师地位,与之学习探讨过程中,获益良多。许康老师经常6点下班,之后先小憩至9、10点左右,然后通宵达旦工作至凌晨3、4点。其次是锂-硫领域的“风清扬”张升水老师,张老师思维极其敏锐,善于利用最简单的实验来证明复杂的机理,功力已臻化境,并且始终亲力亲为,以一己之力将自己的引用次数提升至近20000次。从三位导师身上,我切实理解了莫泊桑的那句至理名言:一个人以学术许身,便再没有权利同普通人一样生活。当然,这一过程也必然伴随着“山穷水复疑无路,柳暗花明又一村”的惊喜。

MVC: 对于您发表的著作,哪些是令您最骄傲的?您最喜欢的是您哪部分的研究工作? 

FXL最令我骄傲的其实是一篇目前关注度并不是很高的Nature Communication的工作。 这篇文章研究的领域相对来说比较冷门,是关于如何改善氟化物转化型正极体系的可逆性和能量效率的一篇文章。从2014年初开始研究,2016年成稿,至2018年方才见刊。在研究过程中,我们始终是瞄准氟化物转化型正极最为关键的可逆性差、过电位大、能量效率低等问题开展的,困难重重,整个过程至为曲折。也是在这个研究的过程中,我们发现在研究电池时要将整个电池考虑成一个系统。脱离电解液/电解质,谈论正负极的电化学性能是没有意义的。同样,由于在电池中正负极界面“dialogue”机制的存在,脱离彼此,谈论其中一侧的电化学性能也是有问题的。

MVC:作为导师,您更注重于培养学生哪些方面的能力?您认为优秀的学生应该具备哪些素质?

FXL坚忍不拔的毅力和独立的开创精神。在这个浮躁的当下,优秀的学生应该要能沉下心来建立立体的知识构架。在与先贤们对话,尊重先贤们的同时,要不拘泥于先贤们的思想

MVC:工作之余您有什么兴趣爱好?您平时如何平衡科研和生活? 

FXL工作之余,喜欢钓鱼。其实fishing和搞科研有着非常相似的特点。都是类似挖矿,有时能够挖到金矿,更多的时候是空手而归。印象最深刻的一次是跟一个朋友在周日的早上在波多马克河,1小时之内收货60余斤。

MVC:您对储能器件和新能源汽车的未来发展有何展望?

FXL在储能器件和新能源汽车领域中,能量密度和安全性能宛如机之两翼,缺一不可。同时,也是限定其应用的最为关键的两大因素。在过去几年,国内纯电动汽车发展突飞猛进,但同时也造成了目前安全问题尤为突出的局面。对于新能源汽车来说,安全问题应该永远摆在第一位,因此利用LiFePO4、或NMC111/LiMnPO4等复合正极,同时利用低可燃性的电解液体系,辅助以精准的BMS等控制系统或许是一个解决方案。而对于储能器件来说,则要实现能量密度和安全性的平衡。对于一些能量密度要求相对来说比较高的领域,例如无人机领域,锂金属负极或预嵌锂的Si负极匹配高镍NMC正极,同时采用不燃或低可燃的电解液或许是一个不错的应用场合。

MVC: 您能否用简单的几个英文单词形容下拥有快乐的实验室生活的关键

(key to a happy lab life)

FXLThink deeper, work harder, and play harder.