编者按： “中国科学院院长特别奖”(以下简称“院长特别奖”）是中国科学院对在学研究生的最高奖励。获此殊荣的研究生应学业优异，在学期间取得具有重要学术价值的科研成果，或在理论上有较重要的创新和发展，或在技术上有较大的突破并获得显著的经济效益和社会效益，或在其他方面做出重要贡献。今天，院长特别奖获得者，来自中国科学院青岛生物能源与过程研究所的张圣行同学，向我们讲述他的科研路途。
个人简介
张圣行，中国科学院大学2020级博士研究生，培养单位为中国科学院青岛生物能源与过程研究所，2025年度“中国科学院院长特别奖”获得者之一。研究方向为新型电解质锂盐的设计、合成及界面化学机制，在国际权威期刊以第一作者身份发表多篇论文。
1 被忽视的“锂盐”
高比能锂金属电池作为新能源汽车、大规模储能等领域的关键技术，其发展长期受锂枝晶生长、电解液分解加剧、电极界面不稳定及电池寿命快速衰减等“卡脖子”的难题制约，直接影响着我国的能源安全与产业竞争力。
博士攻读期间，张圣行聚焦我国在高比能储能领域的核心需求，在系统分析现有电解质体系后，他意识到相较于溶剂，锂盐往往被视为“被动组分”，但其在溶剂结构构建和界面反应中却扮演着关键角色。在导师崔光磊研究员的悉心指导下，他以锂盐分子结构为切入点开展研究，尝试通过源头设计调控电解质整体行为，而非仅停留在配方层面的经验优化，以原创性研究助力突破国内外技术壁垒。
2 破局锂盐设计困境
科研道路从非坦途，新型锂盐结构设计的最初进展并不顺利：有的锂盐在合成阶段即表现出稳定性不足；有的结构在电化学测试中副反应显著；也有看似合理的分子设计，在实际电池中却难以转化为性能提升。这些情况一度让研究陷入停滞，但对科研的坚守和信念始终支撑着张圣行同学，他深知每一次失败都是向成功迈进的阶梯。通过反复复盘实验数据、查阅文献资料，他发现单一结构参数的优化并不能决定电解质的最终行为，锂盐、溶剂与界面反应之间存在更为复杂的耦合关系。
因此他主动调整研究重心，逐步厘清了锂盐分子结构对锂离子溶剂化环境的调控作用，并进一步揭示溶剂化结构变化如何影响电极界面反应路径和副反应抑制行为。这一阶段的研究，使他逐渐建立起了“锂盐结构—溶剂化行为—界面稳定性”的体系，为后续锂盐结构的针对性设计提供了清晰方向。
3 新型锂盐的功能化
基于之前扎实的理论机制积累，张圣行同学重新设计并合成了一系列具有代表性的新型锂盐。这些锂盐能够重塑溶剂化结构，显著改善电极界面稳定性，从而在锂金属电池中实现循环寿命和安全性能的协同提升，突破了传统电解质体系的性能瓶颈。相关研究成果不仅在性能指标上取得重大突破，更重要的是在机制层面论证了“锂盐可以成为电解质设计的核心单元”，使锂盐从传统意义上的“配方成分”向“功能化设计单元”转变，助力我国高比能锂金属电池的自主化和国产化发展。
4 坚守初心赴使命
从一次次并不理想的合成尝试，到逐渐清晰的机制认识，再到体系层面的性能突破，张圣行同学始终以新型锂盐研究为主线，完成了一段从探索走向建立范式的科研历程，用实际行动诠释了新时代科研学子的家国情怀与责任担当。
未来，他将继续怀揣科技报国初心，围绕高安全、高比能电池关键材料这一国家重点需求领域，持续推动电解质化学的原创性研究不断向前发展，为我国实现科技自立自强、护航能源安全贡献青春力量。
