能源，是人類賴以生存的物質基礎。能源短缺和環境污染已成為全球性問題，尤其對世界上最大的能源消費國——中國而言，清潔能源的開發利用是關系國計民生的重要科技難題。
中國科學院物理研究所（以下簡稱物理所）研究員胡勇勝已經為此奮斗了近20年。二十年如一日，他致力于引領全球鈉離子電池技術與應用的發展趨勢，率先在實現鈉離子電池的產業化和商業化應用領域交出了一份令人滿意的答卷，用實際行動彰顯了一名科學家的責任和使命。
將夢想交付于有意義的事業
2001年，胡勇勝成為物理所的一名博士生，師從中國鋰電研究第一人——物理所陳立泉院士。在陳立泉院士的指導下，胡勇勝勤奮攻讀，在固態電池相關研究方向上種下了夢想的種子。
博士畢業后，陳立泉院士親自寫了推薦信，將胡勇勝推薦至德國馬克斯?普朗克固體研究所，之后他又前往美國加州大學圣芭芭拉分校做博士后。海外的研究歷程，讓胡勇勝進一步拓展了對所在領域全球科學前沿進程的認知，也構建起了更加完備的研究體系。
經過多年歐洲、美國的學習和工作，胡勇勝于2008年決定回到他科研之路的起點——物理所工作，并將自己的研究方向確定為低成本、安全環保、高性能鈉離子電池關鍵材料與技術的研究和開發。他知道，迫切需要清潔新能源技術的中國才是他施展能力的舞臺，他愿意用自己的知識，為祖國的新能源技術發展作出貢獻。
從鋰電池到鈉電池
2001年，我國已開始大力推廣新能源汽車，伴隨而來的是對鋰需求的持續快速增長。地球上鋰的儲量是有限的，且分布不均（70%在南美洲），目前我國80%的鋰資源依賴進口，這對于發展應用在智能電網和可再生能源大規模儲能的長壽命儲能電池來說，很可能是一個瓶頸。并且，依照全球鋰資源的儲備，可開采的鋰只可滿足15億輛電動車的需求。
相比之下，鈉在地殼中儲量豐富，約占2.74%，為第六豐富元素，且分布廣泛，而鈉具有和鋰相似的物理化學性質和儲存機制。另一方面，由于鈉價格低廉，鈉離子電池具有很大的潛在價格優勢，非常適合應用于低速電動車、5G通訊基站、數據中心和大規模儲能等領域。因此，發展針對于大規模儲能應用的室溫鈉離子電池技術具有重要的戰略意義。
在鈉離子電池這一全新的研究方向上取得關鍵性突破，獨立開發出具有完全自主知識產權的低成本、安全環保的鈉離子電池材料體系，成為胡勇勝確立的新目標。為此，胡勇勝團隊一直在成本與性能的雙重考驗下持續前行。當時，諸多團隊都在研究將含鋰材料替換為含鈉材料，但卻很難在成本和效能上達到平衡。
例如，在將三元氧化物中的鋰替換為鈉的研究中，會應用到鎳和鈷，但這兩種金屬均價格高昂。在失敗中總結經驗，在摸索中堅定前行。2014年，胡勇勝團隊終于在正極材料上取得了創新性突破。他們用更便宜的銅替代鎳和鈷，進一步將銅與鐵和錳融合，形成全新的正極材料，在使性能得到大幅提升的同時，也解決了鎳、鈷元素成本過高的問題。
研究的下一個難關就是電池的負極材料選擇。當下鋰電池的負極材料多采用石墨，但市場上一噸石墨的平均價格為5萬元，于是，胡勇勝團隊開始思考如何開發一款低成本、無定形的碳負極材料。通過大量的基礎研究工作，胡勇勝想到了無煙煤，其儲量是石墨的三四千倍，且純度較高，可通過簡單處理使之成為理想的負極材料。在進一步的實驗后，胡勇勝團隊走通了這條路，經過這一技術路徑處理后的負極材料的成本降到了1萬元/噸。
秉承陳立泉院士科技報國精神，胡勇勝堅持基礎前沿研究和應用研究相融合。自2011年起，由胡勇勝帶領的研發團隊在物理所40多年鋰電池研究積累的基礎上，致力于低成本、安全環保、高性能鈉離子電池技術的研發，開發出具有完全自主知識產權的鈉離子電池化學體系，目前已經在正極、負極、電解質、添加劑、粘接劑等關鍵材料方面申請了30余項發明專利；已授權20項發明專利，其中包括多項美國、日本和歐盟專利。
從產業突破中要答案
作為一項重大應用基礎研究，只有科研成果是不夠的，科技創新成果最終要轉化為現實生產力。而對于電池研究而言，就是要把電池技術應用到現實產業，走進千家萬戶。
胡勇勝深知，鈉離子電池研究最終要在實踐中檢驗真知，而不是將論文束之高閣。但從研究走向產業，意味著前路有許多未知的挑戰，需要在解決研究問題之外，更多地對產業需求有更深入的了解，甚至對運營一家企業有更全面的準備。但這些，對一位一直扎根科學研究一線的科學家而言，顯然是有些陌生的。
挑戰前面，胡勇勝勇敢地站了出來。這一過程中，經歷了多少次的跌倒、爬起，胡勇勝已經記不清了。但最終，他還是堅持帶領團隊闖出了一條路。
2017年，依托物理所鈉離子電池技術的國內首家專注于鈉離子電池開發與制造的企業——中科海鈉科技有限責任公司注冊成立，從此鈉離子電池商業化進程得以加速，從電極材料的基礎研發到放大制備和生產，從材料到電芯，從單體電池到電池模塊，從電池組件到低速電動車，扎實推進、穩步前行。
目前公司已建成了百噸級的正、負極材料生產線和MWh級產能的鈉離子電芯生產線，開發出能量密度為150 Wh/kg、循環壽命達4000周的鈉離子電芯，自2017年起先后開展了鈉離子電池在電動自行車、低速電動車、家庭儲能柜上的示范運行；2019年3月研制成功的100kWh鈉離子電池儲能電站在物理所長三角研究中心正式投入運行。2021年，胡勇勝團隊還將建設一個更大的電站——1兆瓦時電站，這將是世界上首個如此大規模的鈉離子電池儲能電站，它會將國內相關領域的產業化在國際上的領先地位再推進一步。
不忘初心 砥礪前行
作為物理所清潔能源實驗室主任，胡勇勝帶領團隊戰斗在科研一線，并在科技成果轉移轉化上踐行了敢為人先的準則。
2016年，胡勇勝的名字出現在第十四屆中國青年科技獎獲得者名單中，這是對其創新性工作的高度肯定。作為博士生導師的胡勇勝積極承擔育人職責，2018年，其輔導的學生榮獲“中國科學院優秀博士學位論文獎”，而他本人也獲得“中國科學院優秀導師獎”“中國科學院大學優秀本科生指導教師”榮譽。
道阻且長，行則將至。全球大規模儲能產業快速發展的今天，特別是在眾多電化學儲能技術中，鈉離子電池將憑借其獨特的優勢在儲能領域擁有廣闊的用武之地。經過許多如胡勇勝一樣的科學家潛心努力，我國鈉離子電池在基礎研究、技術水平和產業化推進速度方面都處于國際領先地位，已具備了先發優勢。無論從國家的政策扶持和市場引導等角度，還是企業自身技術發展和產業布局等角度，中國都有機會獲得鈉離子電池產業發展的主導權。
回望這二十余年，胡勇勝總結出支持他絕不言棄的信念，這便是專注做一件事。但他深知，前路還有很遠，放眼未來，他將繼續在鈉離子電池研究與應用的領域潛心鉆研，為中國引領全球鈉離子電池技術與應用的發展趨勢，率先在全球范圍內實現鈉離子電池的產業化和商業化應用，作出一位科學家應有的貢獻。■