文欢网

万米深海有了中国动力心脏 自主可控创新突破

深海能源基站海试布放。万米深海,是连光线都难以穿透的永恒黑暗区,也是能让钢筋铁骨变成废铁的恐怖压力场。在这片生命禁区里,为深海科考装备提供动力的“心脏”——高性能电源,一度是我国探索深海的“软肋”。传...

深海能源基站海试布放。万米深海,是连光线都难以穿透的永恒黑暗区,也是能让钢筋铁骨变成废铁的恐怖压力场。在这片生命禁区里,为深海科考装备提供动力的“心脏”——高性能电源,一度是我国探索深海的“软肋”。

万米深海有了中国动力心脏 自主可控创新突破

传统液态锂电池在万米深海中存在巨大风险。中国科学院青岛生物能源与过程研究所固态能源系统技术中心主任崔光磊指出,电池壳体变形、电解液泄漏、性能直线下降等问题,任何一个小故障都可能让价值连城的科考装备毁于一旦,导致整个科考计划失败。

面对国家深海战略的迫切需求,崔光磊带领团队踏上了一场长达十余年的科技“马拉松”。他们练就了“深海心法”——“深怀使命、勇闯禁区、探极探深”的“深海聚能”精神,照亮了深海能源自主可控的道路,并延伸到了新能源汽车领域,开启了绿色能源的新篇章。

2009年,已在德国从事博士后研究多年的崔光磊回国探亲时,与青岛能源所首任所长王利生的一次会面改变了他的人生轨迹。王利生描绘了研究所聚焦国家能源战略的蓝图,也坦承了在关键技术上“卡脖子”的困境。36岁的崔光磊被服务国家重大需求、白手起家创事业深深吸引,同年举家回国,成为青岛能源所引进的第一位新能源领域专家。

当时,我国深海探测事业开始向全海深迈进,但动力瓶颈难以突破。万米级深海电源技术被少数国家垄断,高性能深海电源严重依赖进口。崔光磊迅速组建了一支兼具科学问题探索与工程开发能力的科研团队,将目光投向了被视为下一代动力电池终极方案的固态锂电池。这种电池从物理上摒弃了易燃、易爆的液态电解质,从根本上解决了安全难题,并拥有耐受极端环境的巨大潜力。

固态电池从实验室原理到工程化产品,横亘着材料、界面、工艺等一系列世界级难题。团队闯入了一片前路不明的“无人区”。董杉木带领的材料合成小组负责一种关键高分子固态电解质材料的合成与改性。一年多的时间里,他在实验室反复实验,失败了上百次,最终发现一组样品在特定合成条件下表现出异常优异的综合性能。这次关键突破使团队成功制备出符合要求的高分子固态电解质核心材料,叩开了固态电池材料学的第一道大门。

材料问题初步解决后,系统集成与工程化成为更大的难关。吴天元最初接到深海应用需求时,用户给定的研制周期仅有一个月。团队既缺乏可借鉴的深海电池系统研制经验,又面临高能量密度万米级自承压电源系统的设计与实现难题。经过死磕问题,团队创新提出自承压电池管理系统方案,并完成多轮次电源系统设计与优化。该系统顺利通过全海深模拟在线压力测试,并成功获得了马里亚纳海沟的海试机会,实现了我国在高能量密度深海电源系统领域全海深技术的重要突破。

2017年,团队迎来了成果“大考”——他们研发的固态锂电池系统随“万泉”号深渊着陆器挑战万米深渊。当捷报传来,“万泉”号携带团队的固态电池系统连续9次成功下潜至万米深渊,最大工作深度达10918米,并完整、稳定地传回了所有科学数据时,整个团队沸腾了。这标志着我国成功突破了全海深电源技术瓶颈,彻底打破了国外在该领域的技术垄断与封锁。

此后,从“沧海”号到“奋斗者”号全海深载人潜水器,青岛能源所的固态电池系统一次次随国家重器潜入深海,累计应用超过百批次,至今保持着“零故障”的惊人纪录。团队还极具前瞻性地将经过万米深海极端环境验证的固态电池技术转向新能源汽车领域。基于深海技术积累,团队开发出高能量密度、本质安全大容量固态动力电池体系,大幅提升了电池的能量密度与循环寿命。这项突破性成果发表于《自然-能源》,开辟了电极材料设计的全新范式,为全固态锂电池的产业化奠定了坚实基础。

如今,团队的创新之火已从深海燃向更广阔的天地。在青岛,百兆瓦时级的固态电池中试生产线已经建成,更大规模的产业化基地正在积极推进,一条从基础研究、技术研发到市场应用的自主可控产业链正在加速形成。面向未来,在“深海聚能”精神的引领下,团队将继续深耕深海特种能源系统,推进固态动力电池的规模化、产业化进程,为国家的能源安全与绿色低碳转型贡献科技力量。

本网通过AI自动登载内容,本文来源于:中国科学院,仅代表原作者观点和立场,本站仅做信息存储供学习交流。

阅读前请先查看【免责声明】本文来自网络或用户投稿,本站仅供信息存储,若本文侵犯了原著者的合法权益,可联系我们进行处理。 转载请注明出处:https://www.ynwhw.com/news/32767.html

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇

联系我们

关注我们