学贯中西 傲立新材料研发桥头

人物档案

张灵志，男，1969年出生，2009年从美国回国，担任中国科学院广州能源研究所研究员。中国科学院“百人计划”入选者、中国科学院王宽诚率先人才计划入选者、广东省高层次人才特殊支持计划-科技创新领军人才。

主要是有机光电材料和纳米材料方面的研究，尤其是新型电解质材料(包括室温离子液体、燃料电池固体聚合物膜材料等) 和功能化炭纳米管等电极材料，及其在各种能量存储转化器件(如超级电容、燃料电池)方面的应用。2009年7月回国以来，共发表学术论文52篇(SCI论文42篇)，申请发明专利31项(8项授权)和国际PCT 12项(1项美国发明授权)，其中8项专利实现了产业化转让。

从事科研30多年来，从一个出国深造进修的研究人员，到经中国科学院“百人计划”引回来的高水平新能源新材料领域专家，凭借着对祖国一腔热血和对科学无限的热爱，张灵志在高分子化学领域畅游并成绩斐然。

兴趣是科研的导师

张灵志的科研领域是高分子化学领域的前沿，每天都要和新材料打交道。回顾起为什么选择高分子化学领时，他表示这是小时候的兴趣，并且幸运地能一直坚持从事这个领域。初二暑假，张灵志就在家里的小阁楼建起了一个化学实验室。“当时我在电视看到科教类的节目，对飞机航天模型非常着迷，同时在一些青少年科技杂志看到配黑火药的教程，对于化学的兴趣就这样被‘燃’起了。”张灵志一边学习理论知识，一边到自创的化学实验室做实验，提高做动手能力。“当时我按照书里教的，做了一个火箭模型，配出了黑火药成为火箭的推进器，最终成功地把火箭模型‘升空’。”小小的化学实验室成为了张灵志的化学启蒙，而初三开设的化学课程就成为了他一个转折点。“我初一之前学习成绩不好，中不溜秋的，从来没有拿过三好学生称号。初三开设化学课程后，我学化学课程学得非常好，开始拿三好学生称号。”

1991年，张灵志毕业于四川大学化学系高分子化学专业，为继续深造，他在1991-1997年期间，考入中山大学高分子研究所攻读硕博学位。获得博士学位后，他留在了中山大学高分子研究所工作，主要从事非线性光学材料合成及性能、聚合物的光学全息记录以及激光微结构成型加工等领域的研究。张灵志说，兴趣是科研的导师，兴趣带领着他的选择。

张灵志认为，他选择高分子材料专业，坚持科研的动力，就是来自内心对化学科学诚挚的热爱，源源不断的探索兴趣，驱动着他不断去学习，不断地去追求。

在外四处“漂泊”的科学家

对科研的热爱，让张灵志决定“走出去”，去吸收先进的知识。2000-2009年，他把足迹踏到了台湾、法国、美国，他充分吸收各地研究学者的先进观点，在研究中改进自己的不足。张灵志表示，台湾大学是他的第一站。“在台湾大学2年的工作时间，在有机化学和有机金属合成方面得到了很好的锻炼，对我以后研究开发新材料有极大的帮助。”

在高水平的科研氛围下，在外的科研工作经历让张灵志的科研能力和科研视野等方面得到了长足的提升。凭借勇于开拓的精神及对科学的敏锐洞察力，他在国际上首次报道了自由基和阳离子同时光引发交联而获得非线性光学(NLO)聚合物互穿网络(IPN)体系，所制备材料具有高 NLO 系数和优良的热稳定性，在此领域在国内外刊物发表论文 30 余篇;设计合成了全新的非芳香叔胺类呋喃共轭杂环的空穴传输材料，并申请了美国专利，已转让给全球最大光罩护膜供应商美国加州 Micro Lithography Inc;首次以一锅法(one-pot)合成具有独特的电化学性能的含磷五员杂环金属有机化合物，此工作在国际刊物 Organometallics Chem Commun.发表。

不单如此，在美国工作期间，张灵志设计开发了新型有机硅基电解质材料，包括室温离子液体，离子塑性晶体材料(Ionic Plastic Crystals)等，并研究了这些材料的电化学性能及其电能存储器件(锂电池和超级电容)的应用。创新点在于这些材料具有优良的安全性且环境友好，良好的电化学性能，以及极其简单的合成生产工艺(一步净反应，neat reaction)。已申请美国专利 4 项，并已转让于美国工业界 Silatronix Inc.公司。“美国的创新机制十分完善，这项成果也得到风投的支持并实现了产业化应用，让我感觉到科研在产业中的力量。”

虽然在外取得了很多科研成果，也融入到美国的创新产业链中，然而在张灵志心中，都有一个声音，就是要回到祖国，他要寻找一个时机回国继续更好的科研事业生涯。

归国攻克电解液难关

谈到自己的归国之路，张灵志坦言，国内的经济和科技实力在快速地发展，他在国外也深刻地感受到，“有很好的科研和产业化积累与经历，我想回国发光发热!”。在国外诸多的成绩和荣誉让张灵志入选了中国科学院“百人计划”。据悉，该“百人计划”是1994年中国科学院启动的一项高目标、高标准和高强度支持的海外杰出人才引进与培养计划。

2009年，经中国科学院“百人计划”引进，张灵志从美国回国，担任中国科学院广州能源研究所研究员。结合专业所长和产业需求，他把目光投向电动汽车和新能源等战略新兴产业的发展迫切解决其关键储能部件的安全性和提高能量密度。他介绍，全球动力电池总市场容量将达到1500 亿安时，产值约12000 亿元人民币，对相关材料的需求非常庞大，但是对锂离子电池的性能提出了更高要求，迫切需要提高其安全性、以及能量密度，以实现大规模商业化应用。目前锂离子电池产业中使用的有机碳酸酯电解液还存在耐高电压性能不足等诸多问题，尤其是其高燃烧性造成了巨大的安全性隐患，限制了在大容量高性能锂离子电池上的应用，也制约了电动汽车产业和可再生能源产业的发展。

为此，张灵志带领团队研究开发了完全自主知识产权的耐高电压有机硅安全电解液(4.4V-5V)，在国际上首次报道高电压(4.4-4.6V;J. Power Sources, 2014)有机硅安全电解液，研究成果已申报了中国科学院科技成果登记。4项发明专利和1项授权美国专利以技术产权入股，成立了中科院参股的广州中科立新材料科技有限公司对相关成果进行产业化，已应用于高能量密度三元动力电池，通过了安全性测试，为下一步在电动汽车高能量密度和安全动力电池奠定了关键电解液材料基础。2015年8月，国内著名的电解液上市公司广州天赐高新材料股份有限公司收购广州中科立新材料科技有限公司，进行商业量产。

瞄准新一代新能源材料

随新能源汽车的高速增长，锂电池产业成为产业链中景气度最高的产业。张灵志带领团队不失时机地在国内研究开发了锂离子电池正极水性粘结剂新材料，其中导电复合水性粘结剂独辟蹊径通过粘结剂设计途径，提高正极电极的压实密度从而提高电池的能量密度和倍率性能。获得自主知识产权发明专利3项(1项授权)和国际PCT2项。2013年，相关成果获批《舟山群岛新区》首个科技创业领军团队，创立了浙江中科立德新材料公司进行产业化，注册资本1511万元左右，是一家集研发、生产、销售功能新材料于一体的科技型企业，目前总投资达到4500万元。2015年的公司产品进入全面的市场推广和商业销售阶段。

此外，他们还瞄准下一代高容量电池的新型硅负极材料，研究开发了自主产权的系列高性能纳米硅-杂元素掺杂碳复合负极材料(如首次合成单分散纳米球形 Si-多孔碳和硫掺杂碳纳米 Si 高容量复合负极材料)，杂元素掺杂碳包覆层解决了制约硅负极材料实用化的首次效率和倍率性能技术瓶颈。发表高水平学术论文 9 篇，相关方向申请了发明专利 6 项(2项授权)和国际 PCT 专利 4 项(1 项进入国家阶段)。

张灵志指出，新能源汽车产业核心是储能技术，2009年归国组建的团队已经完成第一阶段的目标，未来，他将带领团队瞄准新能源的新材料和新的储能技术研究。“未来新能源汽车的动力除了锂电池，也有可能会是一种新的储能技术。”