打破國外技術壟斷！海底一萬米，供電“無壓力”

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文 | 《中國科學報》記者 廖洋 通訊員 劉佳 夏雪

中國科學院先導專項在深海探測領域再傳捷報！

2022年10月25日，“探索二號”科考船搭載著“深海勇士”號載人潛水器返回三亞深海所。捷報傳來：大深度原位科學實驗站在海底成功布設。本次海試采用中科院青島能源所與深海所聯合研制的國產技術，首次實現了兆瓦時（1000 kWh）級別的固態鋰電池在深海裝備上的集成， 歷經1年多的陸上嚴苛模擬工況測試驗證，各項指標達到原位實驗站運行要求，成功完成千米海底布放，這主要得益于我國高可靠固態電池深海電源系統的保駕護航。深海探測與開發再次吸引到公眾的眼球。

深海區域作為戰略新疆域，是大國、強國利用戰略資源，謀求國家戰略優勢的重要領域。隨著我國綜合國力的不斷增強，科學領域不斷向海進發，向深藍探索，探索的路上充滿了未知和挑戰，急需多學科的共同支撐。在向馬里亞納海溝進發的過程中，中國研發的深海裝備對電源系統等硬件配置提出了更高的要求。

如何避免原有的鋰電池在深海壓力下出現故障？如何為深海下潛任務提供更多能量？這些問題擺在了中國科學家面前，對他們而言這不僅是挑戰，更是使命。

偉大的祖國召喚在外求學的莘莘學子。作為一個有愛國心的知識分子，解碼深海電源成為崔光磊的夢。他從海外求學歸來，毅然決然加入本還處于啟航狀態的中科院青島生物能源與過程研究所，組建二次電池攻關團隊。伴隨著青島能源所一步步成長，團隊在不斷的壯大，技術的開發也不斷的深入，為深海裝備的成功作業提供可靠能源保障。

崔光磊指導實驗

啟航

躊躇滿志開新篇

崔光磊出生在青島北部的平度市，是地地道道的山東青島人。高中畢業后，他考上了山東師范大學化學系，由此與能源化學專業結下不解之緣。工作后，他又考到中科院化學所獲得了有機化學博士學位，隨之赴德國馬普協會高分子所和固態所從事博士后研究。

2008年，青島能源所在那時也如初生的嬰兒呱呱墜地，崔光磊與首任所長王利生相遇，并第一時間被能源所發展的遠大志向所感染。”你這個專業我們要擴展，國家也需要，希望你能來我們所工作”。35歲的崔光磊回到青島，開始組建固態能源系統技術中心。這是一支固態鋰電池科學問題研究和工程開發并重的高水平科研團隊。

面對新一輪科技革命和產業變革的國際大環境，以及國家對高安全、高比能和長壽命鋰電池在軌道交通、深海深空深地特種電源等領域能源動力的重大戰略需求，從此，崔光磊帶領團隊成員懷揣滿腔熱情和眾人期待，秉承“不忘初心、牢記使命”時代號召，深耕專業領域，在青島能源所揚帆起航。

崔光磊主持全國第十一屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術討論會開幕式

進發

突破瓶頸握核心

2016年8月，崔光磊赴北京出差，并與曾為我國“蛟龍”號立下功勛的載人潛水器專家組組長、深海所負責人相遇。對方提出：“深海著陸器需要可靠的電池供電，你能不能先做一個小系統試試？不過時間要快，我們計劃10月份出海。”

回到青島，崔光磊立即向所里匯報，組織調配團隊核心力量建立對標老科學家青年技術攻關突擊隊，聚焦固態鋰電池材料體系及工程化應用技術難題，踐行老科學精神，全力攻堅克難。董杉木、張建軍負責將團隊實驗室中的固態電池技術輸入到中試平臺，韓鵬獻、劉海勝負責固態電池單體的制備，吳天元高工負責深海電源系統設計、制備與驗證。作為海底著陸器，關鍵是要在抗壓力和小型化上下功夫。時間緊迫，壓力繁重，該突擊隊更是咬緊牙關，從實驗室到辦公室兩點一線，心無旁騖地向深海進發。

研發團隊創造性地提出了“剛柔并濟”聚合物電解質的設計理念，構建了復合電解質材料體系，建立了一系列綜合性能優異的固態聚合物電解質體系，研發出全新高能量密度的“青能-Ⅰ”型固態鋰電池。它不僅具有極高的安全性能，在自我修復能力上也有著突出的表現。

雖然已經取得了階段性勝利，但該團隊并沒有放下心中的大石，因為只有經受真正的深海考驗，電池的優劣才能有定論，前方只能繼續下潛！

崔光磊與團隊核心骨干在中試現場

下潛

深海供電不息

不負眾望，隨著“探索一號”科考船在南海進行海試，電池進一步經受住了嚴格考驗，頂住了水下4000米的壓力，且供電正常。緊接著，這個名為“青能-Ⅰ”的固態鋰電池系統，繼續為深海所“萬泉”號著陸器控制系統及CCD傳感器提供能源。

2017年3月，“青能-Ⅰ”來到馬里亞納海溝，供能累計完成9次下潛，其中6次超過1萬米，標志著我國成功突破了全海深電源技術瓶頸，打破了國外先進國家的技術壟斷。也使我國從此以后將徹底告別長長的電纜，再也不用擔心深海載人潛水器電源動力來源！

這次下潛，是對國外先進技術壟斷發起的挑戰，最終的成果也證明，中國的深海科考有著強有力的技術支撐！

中科院青島能源所開始為更多人所知，團隊也逐漸與全海深高比能固態電池捆綁在了一起，形成了研究所特色標簽。

“青能-Ⅰ”電池的發明標志著中科院青島能源所“陸海融合”已突破全海深電源技術瓶頸，掌握了全海深電源系統的核心技術。2018年12月，“高性能聚合物固態鋰電池材料與技術”科技成果，通過了包括6名院士在內的專家委員會鑒定，一致認為達到國際領先水平。

自2015年開始至今，固態能源系統技術中心已累計為各類深海科考裝備用戶提供了110批次固態鋰電池電源系統，均實現零故障應用，表明我國深海裝備用全海深電源系統技術已趨于成熟，為我國深海事業發展提供了安全、可靠、零事故運行的特種電源保障，產生了巨大的社會效益，并多次得到中央電視臺正面報道。同時相關技術還入選了2020“全球新能源汽車前沿及創新技術”和中國工程院發布的“全球工程前沿2020”。

2022年10月，“探索二號”科考船順利返回三亞深海所，完成了大深度原位科學實驗站在海底的布設實驗。本次海試采用中科院青島能源所的固態電池技術，首次實現了兆瓦時（1000 kWh）級別的固態鋰電池在深海裝備上的集成，并在千米級深海進行試驗應用，驗證了能源及其管理系統的安全性和有效性，以及實施了海底深海深淵基站-原位實驗室-“深海勇士”號載人潛水器的水下聯合作業。

深海深淵能源基站所用高比能固態鋰電池就是來自于中科院青島能源所。基站所擁有的兆瓦時電能，可以滿足多個位點的作業需求；基站可以支持如海底原位實驗室等平臺在海底接入，并向其供電，并且各平臺間信息互聯，開展長期協同探測，作業模式更加靈活。

探索深海永無止境、逐夢之路永不停歇！

憶過去、展未來！針對深海裝備智能化與集群化發展對先進電源系統的苛刻工況要求，固態能源系統技術中心必將不忘初心、牢記使命，眾志成城，攻堅克難，繼續在固態鋰電池領域深耕下潛，在關乎海洋強國、國計民生中持續貢獻來自能源化學的力量，向廣袤的深海進發，向美好的未來進發！

大深度原位科學實驗站在海底成功布設

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