羅丹：一位青年科學家的“闖勁”與“定力”

　　在中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）一間明亮而整潔的實驗室里，身著白大褂的羅丹正與學生低聲討論著一組數據。電極材料、電解質膜、循環性能曲線……這些構成了他科研世界的基本元素。

　　他是羅丹，32歲被正式任命為大連化物所B類組群組長。“這份任命其實承載的是化物所對青年學者的信賴與期望。”他坦言，“但我希望被關注的不僅是‘年輕’，而是‘闖勁’與‘定力’的結合。”

　　他進一步闡釋道：“‘年輕’意味著我們更少被條框束縛，敢于挑戰傳統范式，有‘初生牛犢不怕虎’的闖勁，敢于為國家需求挑大梁。我更希望展現的，是在重大科學問題上的‘定力’——那種十年磨一劍的堅韌。”

　　羅丹。大連化物所供圖

　　愛迪生的“啟迪”

　　童年時期，羅丹心中就埋下了一顆名為“科學”的種子，而點燃這顆種子的，是發明家愛迪生的故事。

　　他至今仍清晰記得那個片段：“愛迪生年輕時在火車上賣報紙，因為對科學充滿熱情，苦于沒有實驗室，只能在行李車廂做實驗。一次火車急剎車，存放的白磷被打翻引發火災，他也因此被列車員打了一記耳光，導致終身聽力受損。但這些挫折并未阻止他繼續從事發明的決心——這種精神讓我深受震撼，也對科學圣殿心生向往。”

　　自那以后，愛迪生那句“天才就是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水”便成了羅丹的座右銘，時刻鞭策他為了自己的夢想要不懈努力。

　　初中時，羅丹的父親開始從事材料科學相關工作，這段經歷也潛移默化地影響了他的選擇。“填報志愿時，父親鼓勵我選擇材料專業。那時我雖沒有太多見解，但出于對父親工作的向往，我填報了材料專業，并一路走到今天。”

　　2010年，羅丹以優異的成績考上東南大學材料專業。兩年后，他迎來了科研生涯的關鍵節點——參與大學生創新訓練計劃。當時，石墨烯因諾貝爾獎而成為全球熱點，電化學儲能研究方興未艾，羅丹所在的團隊敏銳地把握住這一趨勢，投身于新型石墨烯復合材料在超級電容器中的應用研究。正是基于在電化學儲能領域的科研經歷，羅丹成功申請到加拿大麥克馬斯特大學的碩士全額獎學金，從事電化學儲能領域的研究。

　　“但當時超級電容器屬于比較小眾的研究方向，”羅丹回憶道，“碩士畢業找工作時，我發現市場更青睞動力電池，尤其是隨著新能源汽車行業崛起，電動汽車將成為中國乃至全球的高科技支柱產業之一。所以我就想，能不能在動力電池領域繼續深耕，豐富自己的科研經歷。”隨后，羅丹進入加拿大滑鐵盧大學，追隨導師陳忠偉攻讀博士。

　　然而在博士生涯第二年開題的時候，他就迎來了科研路上的嚴峻考驗。“陳老師前瞻性地看到了固態電池的曙光，想讓我開拓這一全新方向。”羅丹回憶道，“當時組里毫無經驗，我完全是‘摸著石頭過河’。”尤其是面對炙手可熱的氧化物固態電解質體系，實驗室連高溫燒結爐都不具備。整整一年，他嘗試了多種合成方法，制備了無數樣品，性能卻始終不見起色。“畢業論文的數據遙遙無期，壓力很大，真的想過放棄。”

　　愛迪生的故事又一次浮現在了羅丹的腦海中。“科研也許就差堅持最后幾分鐘。”他不斷和同行溝通請教，終于在三年后制備出了性能良好的固態電池，發表了第一篇固態電池相關的研究論文。

　　“這些研究成果讓我對該領域有了更深刻的理解，也讓我下定決心要做出更多成就。”羅丹說。

　　科研需要“奇思妙想”

　　順利完成博士后研究工作后，羅丹緊隨導師陳忠偉的步伐回到國內，正式加入大連化物所，繼續鋰金屬電池相關的研究工作。

　　然而，固態鋰金屬電池是目前廣泛研究的熱點，鋰金屬負極循環壽命的瓶頸一直是本領域的痛點，如何能在電池中構筑穩定可靠的電解質，實現鋰離子的均勻穩定傳輸及金屬負極穩定的沉積拔出過程是該領域的重中之重。

　　“我是在博士期間就接手這一課題的，當時一度沒有什么頭緒。有一次，我在加拿大安大略湖邊走路時，偶然發現水生的藤壺、貽貝這些生物體可以強有力地粘附在各種物體的表面，那種強大的粘附力從何而來？”帶著科研人員的本能好奇，他回去就查閱了文獻，發現它們的觸手可以分泌一種蛋白質，這種蛋白含有豐富的苯雙酚官能團，有很好的粘附性以及自愈合能力，使其能在礁石、輪船、海洋動物上都能有效的附著。

　　“我頓時靈光一現——能否將這種機制‘移植’到電池中？”基于這一仿生靈感，羅丹和團隊經過多年努力，設計出一種可在鋰金屬表面均勻鋪展、形成具有自愈合功能的保護膜，有效抑制了枝晶生長，實現鋰金屬對稱電池在1毫安每平方厘米的電流密度下長達8000小時的超長循環壽命，顯著延長了鋰金屬電池的循環穩定性。

　　與此同時，團隊在研究中發現，為了實現電池能量密度的提升，需要使電池能負載更多的活性物質，然而高載量下正極反應動力學遲滯，難以實現良好的電化學性能。“干法電極是高比能電池的研究熱點，使用干法電極工藝制備電極可以有效提高活性物質的載量，進而提升電極的容量，滿足高比能電池的制備要求。但是干法電極非常厚，壓實密度大，電極內部孔隙率少，電解液難浸入到內部，”羅丹比喻道：“就像一塊厚海綿，表面濕潤了，內心卻仍是干的。”

　　面對這一難題，一個“奇思妙想”再次閃現在他的腦海：在電極內部構建“離子蓄水池”。“這就像在微觀世界中修建一座座水庫，讓電解液得以貯存，為電極內部的活性物質提供足夠的電解液以確保內部電化學反應的發生。”羅丹說，“于是我們想要選取鋰化分子篩材料用做添加劑，就好比是厚電極內部建立了一個個蓄水池，以此確保電池反應動力學的提升。實驗結果表明電池的反應動力學確實有所改善，能夠實現高比能電池的應用。”

　　至此，羅丹的研究體系逐漸清晰：聚焦高比能固態鋰金屬電池，從電極結構與電解質設計雙線并進，系統性提升電解質的高壓穩定性及界面兼容性，實現電解質的離子電導率與力學性能的兼具提升，為下一代高比能電池的實用化鋪路。

　　用一棵樹搖動另一棵樹

　　2024年7月，羅丹被正式任命為大連化物所B類組群組長后，他逐漸意識到，過去只需“為自己的課題負責”，如今更要“為一個團隊的未來負責”。

　　“我一直希望團隊能營造‘討論失敗’的氛圍。”羅丹將自己的作用比喻為劃定“球場”邊界，而非教隊員“如何運球”，給予年輕人充分的探索自主權。

　　“教育的本質是一棵樹搖動另一棵樹，一朵云推動另一朵云。”他將初入門的學生比作需要搭建“腳手架”的建筑，隨著能力提升，逐步撤除支撐，助他們最終建成屬于自己的“學術大廈”，具備獨立開展科研的能力。

　　而作為CCS Renewables期刊的學術編輯，羅丹也注意到國內科研成果豐碩，但也清醒看到“內卷”與“同質化”的隱憂：“我們應凝練出自己的學術‘簽名’——讓人們一想到某個領域或某項技術，就能聯想到你的名字。這才是長遠影響力的根基，遠比一兩篇論文更重要。”

　　如今，他正帶領團隊向全固態電池產業化發起攻堅：“現有的主流固態電解質的研究方向包括硫化物、氧化物和鹵化物三種復合固態電解質體系。然而硫化物和鹵化物電解質成本高，氧化物體系電導率不足，這些技術路線都有一定的挑戰。”為此，團隊聚焦氧化物/聚合物復合型固態電解質的方向，力求在多項關鍵性能上取得突破，推動技術從“書架”走向“貨架”，早日實現全固態電解質的實際應用。

　　“期待有一天，我能開著搭載我們固態電池技術的電動車在路上馳騁，”羅丹微笑著說，“那將是我最大的成就。”