从手机、笔记本电脑到电动汽车，电池已经融入日常生活。但如何让电池储存更多能量、降低安全风险，并减少环境负担，仍是材料科学的重要课题。滑铁卢大学化学系杰出大学教授琳达·纳扎尔（Linda Nazar）在这一领域研究超过30年，近日获颁加拿大科学卓越成就的最高荣誉。
加拿大自然科学与工程研究理事会（NSERC）宣布，纳扎尔获得赫茨伯格加拿大科学与工程金奖（Gerhard Herzberg Canada Gold Medal for Science and Engineering），表彰她在电池材料及电化学储能领域的突破。奖项同时提供五年共100万加元的研究资助。
从材料入手，为下一代电池打基础
纳扎尔接受采访时表示，能够获奖令她深感荣幸，而与历届杰出科学家和工程师共享这一荣誉，也让她感到谦逊。
NSERC在公告中指出，她的研究改变了电化学储能科学，为更安全、更高效的电池奠定基础，并支持清洁交通与可再生能源的发展。
她的工作并非围绕单一产品展开，而是研究电池内部材料如何储存、传递和释放能量。过去数十年，她涉足锂硫电池、磷酸铁锂材料，以及镁电池、钠离子电池和其他锂离子电池体系，近年来则重点研究固态电池。
固态电池为何受到关注
目前，手机、电脑和电动工具等设备广泛使用的锂离子电池，多采用液态电解质。电解质承担电池内部离子传输的作用，也是影响性能与安全的重要部分。
纳扎尔解释，固态电池使用固体电解质，能够减少传统可燃液态电解质带来的部分风险，并有望提升能量密度。她提到，通过不同的电芯堆叠设计，可以更有效地利用空间，增加单位体积储存的能量。
不过，固态电池是一类技术路线，而不是已经拥有统一性能的单一产品。“固态”也不代表任何情况下都不会发生故障，其实际安全性、耐低温能力和储能表现，仍取决于具体材料与设计。
从电动汽车到寒冷环境，研究着眼不同需求
纳扎尔表示，团队希望研发新一代电池，拓展现有技术的应用能力。她认为，适合更宽温度范围的电池，在高空无人机、北极地区及其他对安全要求较高的场景中，具有应用潜力。
她的团队也曾参与磷酸铁锂电池材料的早期研究，帮助理解这一材料体系。如今，磷酸铁锂已在汽车行业得到广泛应用。这样的经历显示，基础材料研究与消费者最终使用的产品之间，往往需要长期积累，而不是一次实验突破就能直接完成转化。
新项目探索以水为基础的电解质
除了固态电池，纳扎尔目前还参与美国能源部支持、与斯坦福大学相关研究枢纽合作的水系电池项目。
水系电池采用以水为基础的电解质，提供了不同于传统非水电解质电池的研究方向。对研究团队而言，重点仍是寻找材料与结构之间更合适的组合，在安全、性能及可持续性之间取得平衡。
看似简单的电池，连接多个科学领域
纳扎尔在多伦多大学读研究生时，开始对电池产生兴趣。她表示，自己既研究材料化学和电化学，也涉及无机化学与物理化学，而电池恰好能够把这些领域结合起来。
外观看来，一块电池只是一个储存电力的小盒子，内部却涉及复杂的材料变化与相互作用。也正是这种复杂性，让她持续投入研究超过30年。
此次金奖及后续研究资助，将支持她继续探索新的储能材料。对于日益依赖电池的社会而言，这些基础研究的价值，在于为未来设备、交通工具和能源系统提供更多技术选择。
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