中國儲能網訊：——記中科院青島能源所固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心黨小組
100年前，一批熱血愛國青年為拯救水深火熱的中華民族在青島點燃了“五四火炬”；100年后，在這片創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱土上，一批新時代的青年科學家在這里落地生根，科技創(chuàng)新的力量在這里蓬勃發(fā)展。
崔光磊團隊工作剪影
崔光磊團隊開發(fā)“青能-Ⅰ”固態(tài)電池系統(tǒng)為“萬泉”號著陸器提供動力支撐
中國科學院青島生物能源與過程研究所固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心黨小組在該所黨委的領導下，以“愛國、創(chuàng)新、求實、奉獻、協(xié)同、育人”的新時代科學家精神為指引，面向國家深海裝備重大戰(zhàn)略需求，積極發(fā)揮黨員先鋒模范作用，深耕固態(tài)電池關鍵技術、聚焦深海特種電源系統(tǒng)。
歷經11年科研攻關，固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心黨小組在國際上首創(chuàng)“剛柔并濟”聚合物復合固態(tài)電解質，秉承“功（率）能（量）兼?zhèn)洹钡南到y(tǒng)設計理念，開發(fā)出具有完全自主知識產權的高比能、高安全、高耐深海壓、長使役壽命的固態(tài)鋰電池及深海特種電源系統(tǒng)。在中國科學院深海科學與工程研究所的支持和合作下，該系統(tǒng)率先在馬里亞納海溝實現(xiàn)全海深應用，為國家深海環(huán)境探測、科學研究提供了強有力的能源技術支撐，在國際上開創(chuàng)了高比能固態(tài)鋰電池特種電源系統(tǒng)深海智能裝備應用新局面。
齊心協(xié)力 科技報國
固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心由該所研究員崔光磊于2009年組建，是2020年研究所進行科研組織架構調整后首批成立的組群之一。該中心黨員占比59.5%，其中副高及以上人員中黨員占比64.7%，課題負責人中黨員占比66.7%。該中心在研究所黨委指導下成立了黨小組，形成了一支材料、電化學、高分子化學、機械、電子、理論計算與模擬等多學科交叉融合的黨員先鋒模范隊伍。
在黨旗的召喚和引領下，這支以黨員為“主力軍”的科研隊伍始終面向國家重大戰(zhàn)略需求，瞄準固態(tài)鋰電池共性科學性關鍵問題，搭建國際一流的深海固態(tài)鋰電池研發(fā)裝備平臺，攻關關鍵材料、器件研發(fā)和系統(tǒng)集成技術，形成了以“剛柔并濟”聚合物固態(tài)電解質關鍵材料和原位固態(tài)化界面融合核心技術的技術包，開發(fā)了深海特種固態(tài)電源系統(tǒng)為特色的完整技術體系。
據統(tǒng)計，黨小組組長崔光磊帶領團隊累計申請固態(tài)鋰電池技術相關的國家專利97項，其中授權發(fā)明專利54項，授權實用新型專利14項，申請PCT專利6項，突破并形成了具有自主知識產權的關鍵技術和核心產品，極大提升了該黨小組在深海特種電源系統(tǒng)方面的核心競爭力。他們在重大科研攻關任務中沖鋒在前、勇?lián)厝危瑘F隊齊心協(xié)力、擰成一股繩，攻堅克難。
腳踏實地 努力開拓
黨小組一直秉承“知行合一、不忘初心”的理念。崔光磊帶領黨員立下了未來發(fā)展的三大核心目標：成為電化學能源材料與器件領域國際一流的研究隊伍；在關鍵材料和核心技術方面取得突破；將自主知識產權技術服務于國家重大需求并支撐地方經濟，利器添翼、良工謀事。
針對傳統(tǒng)聚環(huán)氧乙烷固態(tài)聚合物電解質存在的室溫離子電導率低、電化學窗口窄、力學強度差等諸多瓶頸問題，崔光磊帶領黨員吳天元、周倩、張煥瑞通過一系列的探索，獨辟蹊徑，首次提出“剛柔并濟”聚合物復合固態(tài)電解質設計理念，實現(xiàn)了固態(tài)聚合物電解質綜合性能的全面提升。該理念一經提出，便引起國際同行廣泛關注，得到了聚合物電解質創(chuàng)始人Armand 以及2019年諾貝爾化學獎獲得者Goodenough的高度評價。
為進一步解決應用難題，崔光磊又與團隊的青年黨員張建軍，研發(fā)骨干韓鵬獻、劉海勝、馬君共同提出了原位固態(tài)化界面融合技術，有效解決了固態(tài)鋰電池固/固界面?zhèn)鬏斃щy和多重界面載流子傳輸失效等問題。
在此基礎上，青年黨員董杉木、鞠江偉、崔子立等人又發(fā)展低溫熔鹽原位固化技術，解決了液態(tài)前驅體聚合度低帶來的安全和副反應問題；同時，利用分子間超分子作用大幅提升離子傳導和界面躍遷，完善了離子多相界面滲流傳輸理論體系，獲得了2018年山東省自然科學獎一等獎。
黨小組在聚合物復合電解質固態(tài)電池領域取得的一系列開創(chuàng)性成果，引起了國內外知名公司的廣泛關注。2013年起，他們先后吸引了德國兩家跨國公司，共同合作開發(fā)剛柔并濟固態(tài)聚合物電解質關鍵材料。2015年起，他們與上市公司江蘇中天儲能科技有限公司開展固態(tài)鋰電池技術合作，將本項目技術理念用于該公司提升電池產品的比能量、安全性及循環(huán)壽命等各項指標，在大型儲能電站、后備電源等產品中得以推廣應用。
矢志不渝 突破核心技術
習近平總書記指出：“實踐反復告訴我們，關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全和其他安全?！?
黨小組多次集中、深入學習總書記的重要講話并以此為指導，以深海特種電源產業(yè)化關鍵技術作為工作的重中之重。
從2016年起，該黨小組先后得到了國家自然科學杰出青年基金、國家自然科學基金—山東省聯(lián)合基金、科技部國家重點研發(fā)計劃新能源汽車專項、中科院戰(zhàn)略性先導專項A類和B類項目等重大項目支持，不斷將基礎研究成果轉化為解決國家需求的關鍵技術，履行新時代科技工作者的使命擔當。
從2011年起，黨小組發(fā)揚艱苦奮斗的光榮傳統(tǒng)，將有限的經費悉數(shù)投入到產業(yè)化項目上去。他們自立更生，先后建立了小試和中試生產線，目前正在建設年產100MWh的固態(tài)鋰電池智能化生產線，全面推進特種固態(tài)鋰電池電源系統(tǒng)向縱深方向發(fā)展。
經過無數(shù)個日日夜夜的不斷嘗試和反復驗證，崔光磊帶領團隊努力攻關，研制出單體能量密度200Wh/kg到300Wh/kg、單體容量可調的系列化固態(tài)鋰電池產品；在國家重點研發(fā)計劃支持下，研制出比能量達350Wh/kg的固態(tài)鋰電池產品；2020年又開發(fā)出能量密度526Wh/kg的固態(tài)鋰金屬電池——能量密度一次次伴隨著他們的汗水而升級刷新。
針對傳統(tǒng)鋰離子電池動力系統(tǒng)能量密度不能滿足長續(xù)航需求、安全性差、動力性不足等瓶頸問題，固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心黨小組廣大黨員秉持著勇于擔當、敢為人先的創(chuàng)新精神，在“十二五”科技部“863”研究課題支持下，團結協(xié)力研制出高比功率、長壽命鋰離子電容器，構建了基于高比能固態(tài)鋰電池與高比功率鋰離子電容器的具有三模式智能控制系統(tǒng)“功（率）能（量）兼?zhèn)洹钡碾p電源動力集成系統(tǒng)，為特種裝備提供高功率低溫啟動、制動能量回收、長續(xù)航、長壽命的動力系統(tǒng)解決方案。
挑戰(zhàn)自我 勇攀高峰
黨小組不斷增強“四個意識”，堅定“四個自信”，自覺做到“兩個維護”，大力發(fā)揚“恪盡職守，忘我無私”的團隊精神，充分發(fā)揮黨員的核心骨干作用，帶動研究組全體成員開拓創(chuàng)新，自我突破。崔光磊帶領團隊，攜手中國科學院深海科學與工程研究所，在深海特種電池應用方面取得了一系列開創(chuàng)性成果。
從2015年10月起，團隊開始向中國科學院深?？茖W與工程研究所提供深海特種固態(tài)鋰電池系統(tǒng)產品。全海深高壓環(huán)境模擬在線壓力試驗顯示，固態(tài)鋰電池系統(tǒng)在121 MPa全海深模擬極端壓力下完整無變形，并且對外供電正常。其所開發(fā)的“青能-Ⅰ”固態(tài)鋰電池電源系統(tǒng)隨TS03航次科考船遠赴馬里亞納海溝，為“萬泉”號著陸器控制系統(tǒng)及CCD傳感器提供能源，累計完成9次下潛，其中6次超過10000米，最大工作水深10901米，累計坐底工作時間98.5小時。這標志著我國成功突破了全海深電源技術瓶頸，填補了國際全海深高能量密度深海電源技術的空白。
2018年8到10月，在中國科學院深?？茖W與工程研究所支持下，開發(fā)的模塊化固態(tài)電源系統(tǒng)隨TS09航次科考船再次遠赴馬里亞納海溝，為天涯、海角、萬泉等全海深著陸器提供能源動力，共計完成27個潛次的作業(yè)，15次下潛深度超過萬米，最大下潛深度10918米，單次下潛最長作業(yè)時間26天10小時43分鐘，創(chuàng)世界上單次連續(xù)作業(yè)紀錄。
2018年12月至2019年6月，研制的高能量固態(tài)鋰電池系統(tǒng)完成了南海坐底作業(yè)，實現(xiàn)了長達198天的持續(xù)無故障運行，為長潛伏“金雞”著陸器提供了可靠的能源保障，證明了固態(tài)鋰電池及BMS系統(tǒng)具有卓越的低放電率和低功耗特性。
2020年11月，全海深固態(tài)鋰電池系統(tǒng)為全球首次全海深視頻直播提供能源保障。該系統(tǒng)為中國科學院深?？茖W與工程研究所“滄?！碧栆曨l著陸器提供了充足的能量動力，成功保障了“滄?！迸c“奮斗者”的萬米深海聯(lián)合作業(yè)，視頻見證“奮斗者”成功標注了中國載人深潛新坐標。同段時間，高功率固態(tài)鋰電池系統(tǒng)為“鹿嶺”多位點著陸器提供了大功率、長航時的能源動力，成功完成多位點、長距離的浮游作業(yè)，突破了國外大功率深海電源技術封鎖。
自2015年至今，崔光磊已帶領團隊黨員們累計為各類深?？瓶佳b備用戶提供了68批次固態(tài)鋰電池電源系統(tǒng)。5年內，研制的全海深電源系統(tǒng)實現(xiàn)零故障應用，表明我國深海裝備用全海深電源系統(tǒng)技術已趨于成熟，為我國深海事業(yè)發(fā)展提供了安全、可靠、零事故運行的特種電源保障。
牢記使命 砥礪前行
2021年是中國共產黨建黨100周年，百年奮斗、繼往開來。
2021年也是我國“十四五”開局之年。站在新的起點，迎接新的任務，面對新的挑戰(zhàn)，針對深海裝備智能化與集群化發(fā)展對先進電源系統(tǒng)的工況要求，固態(tài)能源系統(tǒng)技術中心黨小組將響應新時代的號召，不忘初心、牢記使命，不斷提升深海特種電池品質，為深海裝備提供更加安全、更加高效的能源動力供給，大幅提升我國深海裝備的續(xù)航能力和水平，將科研成果書寫在祖國大地上。
