《清明上河圖》大概不會(huì)想到，自己會(huì)在九百余年后的上海世博會(huì)上“復(fù)活”。北宋的船只搖搖晃晃，穿越悠悠的汴河，跨過(guò)“百米長(zhǎng)卷”，在中國(guó)館內(nèi)與現(xiàn)代動(dòng)畫(huà)、映像技術(shù)相遇，也與謝海明教授有了一場(chǎng)深刻的邂逅。就因著這驚鴻一瞥，謝海明再也沒(méi)能忘掉那次中國(guó)文化的博大精深與現(xiàn)代科技的力量給他帶來(lái)的震撼，以至于后來(lái)他自小研習(xí)刺繡的妹妹還投其所好，一針一線(xiàn)地為他打造了一幅《清明上河圖》的刺繡工藝品，如今，這幅歷時(shí)三年的刺繡就赫然掛在他工作室的墻上。
說(shuō)來(lái)也巧，謝海明教授的科研經(jīng)歷，似乎也與《清明上河圖》有著某種遙遠(yuǎn)的相似性。這么多年，他在鋰離子電池研究中展現(xiàn)出的堅(jiān)韌、誠(chéng)實(shí)、懷疑、開(kāi)放、寬容、求真、合作……無(wú)不滲透著“清明上河圖”式的科研密碼，二者之間，貫徹著不謀而合的“Why”與“How”。而正如《清明上河圖》是宋人張擇端徐徐涂抹、細(xì)細(xì)描摹而成的杰作——謝海明的科研也是在這樣一點(diǎn)一滴的堅(jiān)持中進(jìn)步的，這是他多年來(lái)勤勤懇懇、兢兢業(yè)業(yè)的科研覺(jué)悟。
謝海明是2002年才決定考學(xué)東北師范大學(xué)的。彼時(shí)的他已成家，在內(nèi)蒙古民族大學(xué)有著不錯(cuò)的任職。但自高中起便根生心中的對(duì)化學(xué)科學(xué)的興趣與對(duì)學(xué)術(shù)科研的決心，使得謝海明毅然辭去內(nèi)蒙古民族大學(xué)的穩(wěn)定教職，且暫離開(kāi)家中妻女，獨(dú)身赴往師大追尋他的科學(xué)理想。
來(lái)到師大進(jìn)行了碩博連讀，熱衷實(shí)驗(yàn)的他加入了王榮順教授在功能材料化學(xué)方向上的研究課題組從事鋰離子電池研究。此前，課題組在電池負(fù)極、碳材料研究上已有所成果，而當(dāng)時(shí)限制鋰離子電池研究的最大瓶頸之一便是正極材料。謝海明由此跟從王榮順教授開(kāi)始進(jìn)行正極材料方向上尤其是磷酸鐵鋰材料的改性與產(chǎn)業(yè)化研究。面對(duì)磷酸鐵鋰本身低導(dǎo)電性的瓶頸，如何大面積數(shù)量級(jí)突破？這是當(dāng)時(shí)課題組首先需要攻克的難關(guān)。早年實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模小、條件差，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)材料的制備都十分艱難。因材料的固相反應(yīng)原理，要求材料必須均勻且細(xì)，否則容易接觸不良而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，但苦于沒(méi)有球磨機(jī)，謝教授只能親自用手磨，“要不停地磨好幾個(gè)小時(shí)，經(jīng)常磨到滿(mǎn)手起泡?！彼刻煸绯苛c(diǎn)便來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，夜間十點(diǎn)才戴月歸寢，明明進(jìn)行的是“正”極材料研究，卻仿若陷入了“負(fù)”極的旋渦——實(shí)驗(yàn)屢戰(zhàn)屢敗。“那幾乎是一種無(wú)謂的、天天拼命的‘反復(fù)去做’?！被叵氘?dāng)年，謝教授這樣向我們描述道：日復(fù)一日的重復(fù)操作，一次又一次的實(shí)驗(yàn)失敗，與日劇增的生活焦慮與學(xué)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力幾乎要壓得他喘不過(guò)氣來(lái)。當(dāng)時(shí)的他，甚至落魄到只能用三元人民幣、采取各種艱苦的交通方式，輾轉(zhuǎn)從長(zhǎng)春回到內(nèi)蒙古老家。
所幸始終有王榮順導(dǎo)師和實(shí)驗(yàn)室伙伴們的悉心鼓勵(lì)與長(zhǎng)久相伴，至謝教授讀博第五年，實(shí)驗(yàn)終于成功了。利用導(dǎo)電高分子聚并苯對(duì)活性材料磷酸鐵鋰進(jìn)行包裹，使其導(dǎo)電率提高了10個(gè)數(shù)量級(jí)。“十個(gè)數(shù)量級(jí)是不可想象的，一個(gè)數(shù)量級(jí)十倍，兩個(gè)數(shù)量級(jí)一百倍，三個(gè)數(shù)量級(jí)一千倍，十個(gè)數(shù)量級(jí)，材料就由不導(dǎo)體變成了良導(dǎo)體，于是一下就突破了材料的弱導(dǎo)電性”，而此工藝在國(guó)際上尚屬首創(chuàng)。很快，一篇以謝教授為第一作者身份的高水平研究論文在當(dāng)時(shí)材料學(xué)領(lǐng)域國(guó)際最高期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上發(fā)表，這是我?；瘜W(xué)學(xué)院在該期刊成功刊載的第一篇材料領(lǐng)域的高水平SCI論文。為了慶祝，王榮順導(dǎo)師還帶著大家“奢侈”了一把：當(dāng)時(shí)課題組20多個(gè)人聚到紫荊花飯店吃日本料理。
此后實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展逐步向好。而在已有專(zhuān)利技術(shù)的加持之下，實(shí)驗(yàn)室更是進(jìn)一步地積極開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，力圖從實(shí)驗(yàn)室里的1%走到實(shí)用化的100%?！皩?duì)科研人員來(lái)說(shuō)，首先實(shí)驗(yàn)是突破，更重要的是產(chǎn)業(yè)化突破，為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)帶來(lái)真正的作用。實(shí)驗(yàn)是幾克、幾百克，產(chǎn)業(yè)化則是幾噸、幾百?lài)?、幾千噸……從?shí)驗(yàn)到產(chǎn)業(yè)化的差距還很大，在這過(guò)程中，還得吃苦?！痹谥x海明的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)從長(zhǎng)春坐大巴顛簸著去到遼源，進(jìn)到農(nóng)村郊外里破爛不堪的工廠(chǎng)，每天親手操作進(jìn)行各種中試實(shí)驗(yàn)?！白隽舜蟾庞邪肽甓啵性嚮旧贤黄屏?，一次能夠合成百公斤級(jí)的磷酸亞鐵鋰材料。百公斤級(jí)離噸級(jí)就很近了，這就只差設(shè)備的問(wèn)題了。之后，憑借著技術(shù)的先進(jìn)性，引來(lái)了眾多投資公司投資興業(yè)，整個(gè)研究項(xiàng)目逐步形成，以技術(shù)鏈帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈，形成了產(chǎn)業(yè)集群，有效推進(jìn)了我國(guó)新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
而墻上的那幅《清明上河圖》始終是謝海明遙遠(yuǎn)的知音，傾吐著關(guān)乎家國(guó)與歷史責(zé)任的科研密碼。正如這幅“盛世危圖”中藏著的畫(huà)家深厚的國(guó)家憂(yōu)患意識(shí)——自然科學(xué)在當(dāng)今中國(guó)處境尷尬的同時(shí)也藏納著巨大的潛力，好壞參半的科研環(huán)境令謝海明教授時(shí)刻保持著一種緊張度，胸中有溝壑，眼里存山河，這也正是他立志為祖國(guó)能源事業(yè)添磚加瓦的科研使命感。
當(dāng)然，除了科研使命感之外，或許也因?yàn)槲粗侨祟?lèi)永恒的追求，科研本身即一場(chǎng)步履不停的旅程，“在世間自有山比此山更高”，需要不斷發(fā)現(xiàn)，不斷攀登。早期研究團(tuán)隊(duì)與一汽客車(chē)有限公司合作開(kāi)發(fā)的純電動(dòng)客車(chē)成功產(chǎn)出之后，謝教授甚至都來(lái)不及感受成功的喜悅，便一股腦扎進(jìn)了對(duì)產(chǎn)品性能的測(cè)試之中。他長(zhǎng)時(shí)間地待在電動(dòng)車(chē)上，“不停地坐在車(chē)上進(jìn)行電池的測(cè)試，感受它的加速性能等等。”同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的靈感啟發(fā)下，謝海明教授研究團(tuán)隊(duì)很快發(fā)現(xiàn)了電動(dòng)車(chē)低溫性能較差的問(wèn)題，零下二十度只能放出65%的電量，即無(wú)法在寒冷地區(qū)使用，這也是國(guó)際上鋰電池應(yīng)用所遇到的重大缺陷。所以近五年研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)低溫電池開(kāi)展了大量的應(yīng)用研究，目前開(kāi)發(fā)的超低溫動(dòng)力電池，具有高度安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命，20AH單體電池，-40℃冷凍24小時(shí)，1C放電仍能保持常溫容量的93%以上的比容量，完全滿(mǎn)足了高寒地區(qū)新能源車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的需求。
“人的滿(mǎn)足心永遠(yuǎn)是無(wú)止境的，人的求知欲也是無(wú)止境的。”謝海明說(shuō)。對(duì)真理的追求與對(duì)自然的好奇是他永遠(yuǎn)的初心與動(dòng)力。就能量密度而言，金屬鋰排在元素周期表第3位的元素，其具有最高的放電容量，以鋰金屬為負(fù)極的全固態(tài)電池理論上可以達(dá)到700Wh/kg。全固態(tài)鋰電池由于不使用液態(tài)電解液，采用高能量密度的金屬鋰為負(fù)極，因此具有絕對(duì)的安全性和超高比能量密度，屬于下一代鋰離子電池技術(shù)。但采用高能量正極材料做固態(tài)電解質(zhì)，又出現(xiàn)了電壓性高的難題?！艾F(xiàn)在我們的瓶頸點(diǎn)是，固態(tài)電解質(zhì)的耐高壓性怎么提高？這又是一個(gè)難點(diǎn)，已經(jīng)頭疼兩年了。我在實(shí)驗(yàn)室里鋪設(shè)這么多方向，就是要解決這個(gè)耐高壓?jiǎn)栴}。就這一個(gè)問(wèn)題，我們團(tuán)隊(duì)四十多個(gè)人要一同去努力、解決。我們要無(wú)數(shù)次地試錯(cuò)，從失敗中找到失敗的經(jīng)驗(yàn)，在上千次上萬(wàn)次的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中逐漸進(jìn)步，直到有一天出來(lái)結(jié)果。”同時(shí)，謝海明教授團(tuán)隊(duì)還致力于加強(qiáng)國(guó)際合作，團(tuán)隊(duì)和加拿大魁北克水電研究院、法國(guó)巴黎第六大學(xué)合作多年。現(xiàn)今，第三代的耐高壓三元全固態(tài)鋰電池即將完成實(shí)驗(yàn)室研究，通過(guò)三元材料622體系可做到350 wh/kg。屆時(shí)，中國(guó)新能源車(chē)在此高安全高能量密度的全固態(tài)鋰電池芯的支持下，充一次電可行駛600公里以上。
《清明上河圖》在現(xiàn)代科技的支持下得到了“重生”，謝海明教授的鋰離子電池研究及其中蘊(yùn)含的科研密碼同樣在科學(xué)與時(shí)代的點(diǎn)滴進(jìn)步中不斷更新。他所懂得的并不只是那幅古畫(huà)，更有《清明上河圖》“重生”的意義。在上海世博會(huì)親見(jiàn)的那一次現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)結(jié)合的磅礴動(dòng)態(tài)演示，是無(wú)數(shù)科研人員頗具現(xiàn)代與國(guó)際視野的智慧結(jié)晶，更是那些團(tuán)隊(duì)協(xié)作與艱苦奮斗的勞動(dòng)成果——這是他同為一名科研人員與實(shí)驗(yàn)室?guī)ь^人的深切共鳴，以及所有先進(jìn)科技成果都能為之帶來(lái)的幾無(wú)差別的科技振奮?！艾F(xiàn)在我在等待另一個(gè)激動(dòng)的時(shí)刻——充電一小時(shí)續(xù)航600公里的純電動(dòng)車(chē)研發(fā)出來(lái)，這個(gè)目標(biāo)是很重要的?！敝x教授一個(gè)微微側(cè)身，從抽屜里取出實(shí)驗(yàn)室自制的充電寶產(chǎn)品遞給了我們，繼續(xù)說(shuō)道：“真正的科技成果是產(chǎn)業(yè)化成果，這才是最令人激動(dòng)的?！彼θ輳垞P(yáng)，既帶著成年人經(jīng)年累月的沉穩(wěn)與成熟，同時(shí)又像每個(gè)眼神明亮的少年人大聲描述著自己的夢(mèng)想一般，他不無(wú)堅(jiān)定地向我們說(shuō)道：“我們未來(lái)的路還會(huì)很長(zhǎng)，也許會(huì)走得很累，但我們很幸福，這可能就是痛并快樂(lè)著吧?！?/p>
