攻坚深海“动力心脏”！他们用“聚能”之光点亮未来

发布日期： 2025-11-25 阅读量： 作者： 小编

　　万米深海，是连光线都难以穿透的永恒黑暗区，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”。

　　“传统液态锂电池？在万米深海，它就是个定时炸弹！”中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称青岛能源所）固态能源系统技术中心主任崔光磊直言不讳。电池壳体变形、电解液泄漏、性能直线下降……任何一个小故障，都可能让价值连城的科考装备毁于一旦，让整个科考计划泡汤。

　　然而，核心技术买不来、求不来、等不起。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，正处于个人科研生涯的上升期。优越的实验条件、清晰的学术路径，一切都顺风顺水。然而，一次回国探亲的契机，他与青岛能源所首任所长王利生的一次会面，彻底改变了他的人生轨迹。

　　“那是一次关于未来的畅谈。”崔光磊对《中国科学报》记者回忆，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了。同年，他举家回国，成为青岛能源所引进的第一位新能源领域专家。

　　此时，我国深海探测事业开始向全海深迈进，但动力瓶颈却如影随形，难以突破。

　　“万米级深海电源技术被少数国家垄断。高性能深海电源上，我们严重依赖进口。”崔光磊说，“别人不给，出天价，附加苛刻条件，我们就被扼住了咽喉，深海探索的主动权无从谈起。”

　　一切只能从零开始。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，并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——它从物理上摒弃了易燃、易爆的液态电解质，从本质上解决了安全难题，并拥有耐受极端环境的巨大潜力。

　　“国家的需要，就是我们科研的方向。”这句话，在团队里从来不是一句挂在墙上的口号。他们深知，唯有将关键核心技术牢牢掌握在自己手中，才能彻底扭转受制于人的局面，才能让中国的深海科考装备拥有一颗自主可控、强劲可靠的“中国芯”。

　　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。就此，团队闯入了一片前路不明的“无人区”。

　　“那段时间，感觉每一步都像是在黑暗中摸索，不知道方向对不对，也不知道脚下的路能不能走得通。”团队骨干、青岛能源所研究员董杉木坦言。

　　“深海的压强非常大，海底1万米的压强达到100兆帕，相当于一吨重的物体放在指甲盖上。这对电池材料的机械强度、电化学稳定性提出了极其苛刻的要求。”崔光磊解释。为寻找一种兼具高离子电导率和良好机械性能的固态电解质材料，他带着团队开启了漫长而枯燥的筛选、合成、测试循环。

　　董杉木至今仍对那段日子记忆犹新。他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。“一年多里，我天天泡在实验室，合成、纯化、测试，失败了上百次。有时候半夜想到一个可能的变量或灵感，都会立刻爬起来记在笔记本上，生怕第二天忘了。”

　　失败在那段时间是常态。“有时候感觉数据趋势很好，快要成功了，下一次重复实验的结果又把你狠狠地打回原形。”董杉木憋着一口气，“崔老师常常跟我们说，科研没有捷径，唯有‘十年磨一剑’的坚韧和执着。他告诉我们，在‘无人区’开路，失败是必然的，成功才是偶然的。”

　　一个凌晨，董杉木在分析海量测试数据时，突然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。疲惫一扫而空，他立刻反复验证、制备样品，多次实验结果都指向同一个令人振奋的结论。正是基于这次关键突破，团队最终成功制备出了符合要求的高分子固态电解质核心材料，艰难地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，系统集成与工程化是更大的难关。系统集成负责人、青岛能源所研究员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，时间窗口期极短。这时，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。

　　吴天元迅速入驻客户现场，与应用工程师紧密对接，深入开展深海环境与载荷工况调研。可喜的是，他们死磕问题，最终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。

　　针对固态电池单体及其管理系统，他们开展了全海深环境模拟工况下的测试验证。在短短一个月内，这支小分队完成了电池系统样机的3轮优化迭代。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。

　　青岛能源所正高级工程师韩鹏献负责固态电池的批量制备工艺开发。“在实验室里，我们制备性能优异的纽扣电池样品是一回事；用表观上厚度均匀一致的电解质膜制备固态电池，完全是另一回事，难度指数级增加。”韩鹏献介绍，最初制备的固态电解质总是存在缺陷、韧性不足等问题，导致组装出的电池性能急剧下降甚至短路。

　　为解决问题，工艺团队住在了中试车间和实验室。他们像雕琢艺术品一样，反复调整参数、改造涂布设备、优化温湿度。

　　“记不清熬了多少个通宵，失败品的废料堆了半个房间。”韩鹏献说，“每当感到沮丧想放弃时，想到一定要勇闯禁区，为深海科考任务奉献‘动力心脏’，我们就满血复活了。”

　　性能优异的实验室样品，能否经受住深海的终极考验？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。

　　“心情是无比忐忑的，就像送自己的孩子去参加一场决定命运的终极考试。”崔光磊如此形容当时的心情。在探测器下潜的那些日子里，整个团队的心都悬在了马里亚纳海沟。董杉木不断检查地面模拟压力舱的对比数据，韩鹏献则一遍遍在脑海里“回放”生产过程中的每一个质量控制细节，吴天元密切关注系统集成的各项遥测数据，确保万无一失。

　　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。这不仅是一次海试的成功，还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。这是“深海聚能”精神结出的最丰硕的果实之一。

　　团队探索的脚步并未停歇。2024年，为保障国家重点研发计划项目任务深海国际long8官方网站站能源系统的按时交付，吴天元带领小组开展双班12小时工作，历时4个多月，及时保障了国际站能源系统的交付与供给。这是继2023年建成国际首台套兆瓦时级深海能源基站后，再次实现了单一深海能源系统容量的倍增。

　　当然，团队的“探极探深”并未止步于海洋。他们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，转向了一个市场潜力巨大、关乎国家能源战略和汽车产业未来的应用场景——新能源汽车。

　　“深海万米的极端压力、低温环境和绝对的安全要求，相当于对我们电池的本征安全性、环境耐受性和可靠性进行了一场最严格、最残酷的‘压力测试’。”崔光磊笑着解释。

　　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。针对传统痛点，团队创新性地提出并成功研制出均质化正极材料，从根源上解决问题，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。

　　团队的技术在商用新能源实车上成功进行了长时间示范运行，被世界新能源汽车大会评为“全球新能源汽车前沿技术”。

　　回顾十余年波澜壮阔的征程，“深海聚能”精神并非一蹴而就，而是在持续的奋斗中一步步凝练、成型并深入人心的。

　　崔光磊总结道：“‘深海聚能’精神萌芽于团队初创时期‘国家需要就是方向’的初心与使命，淬炼于攻坚克难阶段‘在无人区凿路’的胆识与坚韧，升华于‘探极探深’过程中将极限技术验证与民用反哺相结合的战略眼光。最终，它凝聚成推动团队从基础研究到工程应用，再到产业开拓的磅礴力量。”

　　long8官方网站在青岛，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。

　　更重要的是，在十余年的并肩作战中，“深海聚能”精神已深深融入团队的血液，完成了代际传承。董杉木、吴天元等一批早期的年轻骨干，如今已成长为独当一面的课题组长或技术负责人。他们将“深海聚能”精神的核心要义，传递给自己指导的学生和更年轻的同事。

　　面向未来，在“深海聚能”精神的引领下，团队的目标清晰而坚定：一方面，继续深耕深海特种能源系统，研发能量密度更高、智能程度更强、适用场景更广的深海动力装备，支撑国家深海战略走得更远；另一方面，快马加鞭地推进固态动力电池的规模化、产业化进程，力争在新能源汽车、规模储能等领域实现大规模商业化应用，为国家的能源安全与绿色低碳转型，贡献实实在在的科技力量。

　　在青岛市崂山区松岭路那栋并不起眼的实验楼里，灯光常常亮至深夜。从烧杯与电极的方寸之间，到万米深渊的幽暗之境，再到驱动时代的绿色浪潮，这支年轻的团队以“深怀使命”为航标，以“勇闯禁区”为舟楫，以“探极探深”为罗盘，为铸造跳动不息的“动力心脏”，乘风破浪。

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