中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：——記中科院青島能源所固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)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(diǎn)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(shí)代的青年科學(xué)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(tuán)隊(duì)工作剪影
崔光磊團(tuán)隊(duì)開發(fā)“青能-Ⅰ”固態(tài)電池系統(tǒng)為“萬泉”號(hào)著陸器提供動(dòng)力支撐
中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心黨小組在該所黨委的領(lǐng)導(dǎo)下，以“愛國、創(chuàng)新、求實(shí)、奉獻(xiàn)、協(xié)同、育人”的新時(shí)代科學(xué)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(guān)鍵技術(shù)、聚焦深海特種電源系統(tǒng)。
歷經(jīng)11年科研攻關(guān)，固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心黨小組在國際上首創(chuàng)“剛?cè)岵?jì)”聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，秉承“功（率）能（量）兼?zhèn)洹钡南到y(tǒng)設(shè)計(jì)理念，開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(xué)院深海科學(xué)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(shí)現(xiàn)全海深應(yīng)用，為國家深海環(huán)境探測(cè)、科學(xué)研究提供了強(qiáng)有力的能源技術(shù)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(yīng)用新局面。
齊心協(xié)力 科技報(bào)國
固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心由該所研究員崔光磊于2009年組建，是2020年研究所進(jìn)行科研組織架構(gòu)調(diào)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(fù)責(zé)人中黨員占比66.7%。該中心在研究所黨委指導(dǎo)下成立了黨小組，形成了一支材料、電化學(xué)、高分子化學(xué)、機(jī)械、電子、理論計(jì)算與模擬等多學(xué)科交叉融合的黨員先鋒模范隊(duì)伍。
在黨旗的召喚和引領(lǐng)下，這支以黨員為“主力軍”的科研隊(duì)伍始終面向國家重大戰(zhàn)略需求，瞄準(zhǔn)固態(tài)鋰電池共性科學(xué)性關(guān)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(tái)，攻關(guān)關(guān)鍵材料、器件研發(fā)和系統(tǒng)集成技術(shù)，形成了以“剛?cè)岵?jì)”聚合物固態(tài)電解質(zhì)關(guān)鍵材料和原位固態(tài)化界面融合核心技術(shù)的技術(shù)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(shù)體系。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，黨小組組長崔光磊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)累計(jì)申請(qǐng)固態(tài)鋰電池技術(shù)相關(guān)的國家專利97項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利54項(xiàng)，授權(quán)實(shí)用新型專利14項(xiàng)，申請(qǐng)PCT專利6項(xiàng)，突破并形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和核心產(chǎn)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(jìng)爭力。他們?cè)谥卮罂蒲泄リP(guān)任務(wù)中沖鋒在前、勇?lián)厝危瑘F(tuán)隊(duì)齊心協(xié)力、擰成一股繩，攻堅(jiān)克難。
腳踏實(shí)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(lǐng)黨員立下了未來發(fā)展的三大核心目標(biāo)：成為電化學(xué)能源材料與器件領(lǐng)域國際一流的研究隊(duì)伍；在關(guān)鍵材料和核心技術(shù)方面取得突破；將自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)服務(wù)于國家重大需求并支撐地方經(jīng)濟(jì)，利器添翼、良工謀事。
針對(duì)傳統(tǒng)聚環(huán)氧乙烷固態(tài)聚合物電解質(zhì)存在的室溫離子電導(dǎo)率低、電化學(xué)窗口窄、力學(xué)強(qiáng)度差等諸多瓶頸問題，崔光磊帶領(lǐng)黨員吳天元、周倩、張煥瑞通過一系列的探索，獨(dú)辟蹊徑，首次提出“剛?cè)岵?jì)”聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了固態(tài)聚合物電解質(zhì)綜合性能的全面提升。該理念一經(jīng)提出，便引起國際同行廣泛關(guān)注，得到了聚合物電解質(zhì)創(chuàng)始人Armand 以及2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Goodenough的高度評(píng)價(jià)。
為進(jìn)一步解決應(yīng)用難題，崔光磊又與團(tuán)隊(duì)的青年黨員張建軍，研發(fā)骨干韓鵬獻(xiàn)、劉海勝、馬君共同提出了原位固態(tài)化界面融合技術(shù)，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(chǔ)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(shù)，解決了液態(tài)前驅(qū)體聚合度低帶來的安全和副反應(yīng)問題；同時(shí)，利用分子間超分子作用大幅提升離子傳導(dǎo)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(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
黨小組在聚合物復(fù)合電解質(zhì)固態(tài)電池領(lǐng)域取得的一系列開創(chuàng)性成果，引起了國內(nèi)外知名公司的廣泛關(guān)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?cè)岵?jì)固態(tài)聚合物電解質(zhì)關(guān)鍵材料。2015年起，他們與上市公司江蘇中天儲(chǔ)能科技有限公司開展固態(tài)鋰電池技術(shù)合作，將本項(xiàng)目技術(shù)理念用于該公司提升電池產(chǎn)品的比能量、安全性及循環(huán)壽命等各項(xiàng)指標(biāo)，在大型儲(chǔ)能電站、后備電源等產(chǎn)品中得以推廣應(yīng)用。
矢志不渝 突破核心技術(shù)
習(xí)近平總書記指出：“實(shí)踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全?！?
黨小組多次集中、深入學(xué)習(xí)總書記的重要講話并以此為指導(dǎo)，以深海特種電源產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)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(xué)杰出青年基金、國家自然科學(xué)基金—山東省聯(lián)合基金、科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車專項(xiàng)、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)A類和B類項(xiàng)目等重大項(xiàng)目支持，不斷將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為解決國家需求的關(guān)鍵技術(shù)，履行新時(shí)代科技工作者的使命擔(dān)當(dāng)。
從2011年起，黨小組發(fā)揚(yáng)艱苦奮斗的光榮傳統(tǒng)，將有限的經(jīng)費(fèi)悉數(shù)投入到產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目上去。他們自立更生，先后建立了小試和中試生產(chǎn)線，目前正在建設(shè)年產(chǎn)100MWh的固態(tài)鋰電池智能化生產(chǎn)線，全面推進(jìn)特種固態(tài)鋰電池電源系統(tǒng)向縱深方向發(fā)展。
經(jīng)過無數(shù)個(gè)日日夜夜的不斷嘗試和反復(fù)驗(yàn)證，崔光磊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)努力攻關(guān)，研制出單體能量密度200Wh/kg到300Wh/kg、單體容量可調(diào)的系列化固態(tài)鋰電池產(chǎn)品；在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，研制出比能量達(dá)350Wh/kg的固態(tài)鋰電池產(chǎn)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(jí)刷新。
針對(duì)傳統(tǒng)鋰離子電池動(dòng)力系統(tǒng)能量密度不能滿足長續(xù)航需求、安全性差、動(dòng)力性不足等瓶頸問題，固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心黨小組廣大黨員秉持著勇于擔(dān)當(dāng)、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(tuán)結(jié)協(xié)力研制出高比功率、長壽命鋰離子電容器，構(gòu)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(dòng)力集成系統(tǒng)，為特種裝備提供高功率低溫啟動(dòng)、制動(dòng)能量回收、長續(xù)航、長壽命的動(dòng)力系統(tǒng)解決方案。
挑戰(zhàn)自我 勇攀高峰
黨小組不斷增強(qiáng)“四個(gè)意識(shí)”，堅(jiān)定“四個(gè)自信”，自覺做到“兩個(gè)維護(hù)”，大力發(fā)揚(yáng)“恪盡職守，忘我無私”的團(tuán)隊(duì)精神，充分發(fā)揮黨員的核心骨干作用，帶動(dòng)研究組全體成員開拓創(chuàng)新，自我突破。崔光磊帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，攜手中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所，在深海特種電池應(yīng)用方面取得了一系列開創(chuàng)性成果。
從2015年10月起，團(tuán)隊(duì)開始向中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所提供深海特種固態(tài)鋰電池系統(tǒng)產(chǎn)品。全海深高壓環(huán)境模擬在線壓力試驗(yàn)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(duì)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(yuǎn)赴馬里亞納海溝，為“萬泉”號(hào)著陸器控制系統(tǒng)及CCD傳感器提供能源，累計(jì)完成9次下潛，其中6次超過10000米，最大工作水深10901米，累計(jì)坐底工作時(shí)間98.5小時(shí)。這標(biāo)志著我國成功突破了全海深電源技術(shù)瓶頸，填補(bǔ)了國際全海深高能量密度深海電源技術(shù)的空白。
2018年8到10月，在中國科學(xué)院深?？茖W(xué)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(yuǎn)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(dòng)力，共計(jì)完成27個(gè)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(shí)間26天10小時(shí)43分鐘，創(chuàng)世界上單次連續(xù)作業(yè)紀(jì)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(shí)現(xiàn)了長達(dá)198天的持續(xù)無故障運(yùn)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(xué)院深海科學(xué)與工程研究所“滄?！碧?hào)視頻著陸器提供了充足的能量動(dòng)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(biāo)注了中國載人深潛新坐標(biāo)。同段時(shí)間，高功率固態(tài)鋰電池系統(tǒng)為“鹿嶺”多位點(diǎn)著陸器提供了大功率、長航時(shí)的能源動(dòng)力，成功完成多位點(diǎn)、長距離的浮游作業(yè)，突破了國外大功率深海電源技術(shù)封鎖。
自2015年至今，崔光磊已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)黨員們累計(jì)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(nèi)，研制的全海深電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零故障應(yīng)用，表明我國深海裝備用全海深電源系統(tǒng)技術(shù)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(yùn)行的特種電源保障。
牢記使命 砥礪前行
2021年是中國共產(chǎn)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(diǎn)，迎接新的任務(wù)，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，針對(duì)深海裝備智能化與集群化發(fā)展對(duì)先進(jìn)電源系統(tǒng)的工況要求，固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心黨小組將響應(yīng)新時(shí)代的號(hào)召，不忘初心、牢記使命，不斷提升深海特種電池品質(zhì)，為深海裝備提供更加安全、更加高效的能源動(dòng)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。
