青岛锂电池开发出国际领先的深海电源，让深海科考告别电缆供电！青岛能源所牵头项目获省技术发明一等奖|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

开发出国际领先的深海电源，让深海科考告别电缆供电！青岛能源所牵头项目获省技术发明一等奖

半岛全媒体记者王春燕

7月26日，2023年度山东省科技进步奖揭晓，由中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊研究员牵头完成的《高性能固态锂电池材料、技术及系统应用》项目，获得山东省科技术发明一等奖。

崔光磊研究员在电池研制现场照片

据了解该项目研制的高性能固态锂电池在全海深电源系统、规模储能、新能源汽车及无人机等领域实现了应用，取得了显著的经济社会效益。同时该项目还培养、引进了一批国家、省部级高端人才，形成了一支具有国际影响力的固态锂电池创新团队。

深海电源是深海装备的能源保障

深海装备是贯彻深海战略的核心，而深海电源系统又是深海装备的能源保障，需要满足高耐压、高安全、高能量密度的“三高”苛刻要求。然而，我国深海电源系统的发展长期滞后。传统深海电源系统采用镍铬、银锌电池，能量密度低、造价昂贵，维护困难，这制约了深海装备的复杂工况作业能力。美国和日本等发达国家的深海电源系统开始采用锂离子电池方案，能量密度有所提升，但技术对我国封锁。现有的商品化锂离子电池，采用液态有机电解液传导锂离子，闪点低，存在安全隐患，且不耐深海高压力；以固态电解质替代液态电解液，发展的固态锂电池，能量密度高，可提供本征安全，且可以承受深海高压力。固态锂电池成为深海电源的理想解决方案。

兆瓦时级固态锂电池能源基站支撑深海智能探测

然而，单一固态电解质体系存在性能短板，无法满足深海电源对高能量密度和长寿命的使用要求；电极与固态电解质固固界面阻抗大，且在极端条件下长时间充放电循环后会发生固固界面的严重失效。要改变这种状况，急需突破现有材料体系和电池制造技术瓶颈，开发满足深海电源三高需求的固态锂电池。

三大突破点，实现国际领先

项目创新了固态电解质材料体系，突破了固态锂电池关键制造技术，并发展了双源动力系统集成技术，最终开发出国际领先的深海电源系统。

其关键突破点之一是，采用了“三相渗流”复合固态电解质关键材料制备技术。针对单一固态电解质体系无法兼顾离子传输和机械性能的瓶颈问题，而该项目提出“三相渗流”复合固态电解质设计理念，在快离子导体中填充聚合物，改善电解质机械性能的同时，创建界面离子传输通道，构建出无机相、聚合物相、界面相的三相快速传锂的复合固态电解质，显著提升其综合性能。

“三相渗流”复合电解质的设计理念改善了界面相容性，大幅提高了固态电池的综合性能。针对全海深百兆帕高压强环境下界面失效的瓶颈问题，该项目通过弹性聚合物多级包覆及差异化界面设计，显著提升了电极的离子、电子电导、附着力和界面相容性。同时发明了原位聚合固态化界面融合技术，利用聚合物单体、锂盐及塑性晶体分子间强相互作用形成低温共熔前驱体，浸润正负极多尺度界面，通过引发聚合实现电极片与电解质膜界面的一体化融合，实现了固态锂电池的批量化制备。与国际同类在研技术相比，能量密度及充放电循环寿命等各项指标均得到显著提升。

而针对在超高功率复杂工况下，固态锂电池动力性能不足的瓶颈问题，创新集成高比能固态锂电池与高功率电池电容器，开发出“功”、“能”兼备的电池电容双源动力系统。与国际知名公司开发的电源系统相比，该项目开发的双源动力系统动力性能得到显著提升，且同等重量下续航能力翻倍。

提供百余批次深海固态能源系统，实现零故障运行

固态电解质和固态锂电池从本征上解决了商品液态锂电池安全问题，具有极高的可靠性，该项目先后提供共110批次深海固态能源系统，全部实现安全、可靠、零故障运行。

项目高比能固态锂电池技术的历经十余年的创新发展，至今已经发展到最新的第四代，能量密度超过500Wh/kg，突破商品锂离子电池能量密度天花板。该项目固态锂电池技术创新性强，在全海深极端条件下，实现了能源系统的成功应用，达到了国际领先水平。

记者了解到，此项目产生了巨大的社会和经济效益。

青能-I为万泉号深海着陆器提供电源系统，累计完成9次下潜，最大工作水深10918米，首次实现万米全海深电源系统的示范应用。

青能-II电源系统随“探索一号”科考船在马里亚纳海沟单次续航长达26天，圆满完成全海深应用，扭转我国万米全深海科考依赖电缆供电的尴尬局面。

2020年，项目深海电源系统成功保障了“沧海”与“奋斗者”的万米深海联合作业，实现了全球首次万米洋底直播。

青能所研发的固态锂电池深海电源先后服务于万泉、天涯、海斗、深海勇士等深海装备，在中国科学院深战略性先导科技专项支持下，搭建了兆瓦时级深海能源基站，彰显了我国在深海装备领域的跨越式发展，产生了巨大的社会效益。

兆瓦时级固态锂电池能源基站支撑深海智能探测

记者了解到项目聚焦青岛，推进成果转化，与数家上市企业开展广泛合作；在崂山区建设了固态锂电池生产线；在青岛城阳区落地固态电池系统集成项目，助力青岛绿色低碳新能源产业高质量发展。

山东加快打造千亿元规模锂电池产业上市公司积极加码产业链布局

本报记者王僖

图①正在建设中的潍柴（烟台）新能源动力产业园公司供图图②孚日股份子公司孚日新能源的电池级VC生产装置王僖/摄图③丰元股份公司总部外景图公司供图

日前，山东省工业和信息化厅等七部门联合印发《山东省锂电池产业高质量发展行动方案》（以下简称《行动方案》），提出到2025年，山东省锂电池产业规模力争突破1000亿元。近日，《证券日报》记者对山东省多家相关产业链公司进行了实探和采访，按照《行动方案》提出的目标和任务，锂电池产业链头部企业和相关上市公司正加快产业布局和重大项目落地。特别是围绕锂电池正负极材料、电解液、隔膜等关键材料，山东多地正快速形成产业配套带，并将培育壮大产业聚集品牌。引导锂电池产业转型升级 在山东济南临空经济区，占地1150亩的济南弗迪电池项目，目前已经实现项目一期、二期的顺利通线。整个项目规划建设16条动力电池生产线，满产产能30GWh/年，将有力为济南比亚迪新能源乘用车基地实现配套。不仅是乘用车，比亚迪还携手潍柴动力，正在山东烟台打造面向商用车的新能源汽车电池、电机、电控、电驱动总成产业集群高地。近日，《证券日报》实探潍柴（烟台）新能源动力产业园看到，项目一期正在加速冲刺厂房钢结构主体建设，预计今年10月份将具备设备安装条件。潍柴新能源动力科技有限公司副总经理孙洪磊对《证券日报》记者表示，对新能源汽车来说，最关键的是电池、电机、电控这“大三电”。潍柴（烟台）新能源动力产业园建成后，将具备年产50GWh电池制造能力，以及年产50万台扁线电机、40万台电控和5万台电驱总成制造能力，以满足快速发展的新能源重卡、轻卡等市场需求。在山东济南、青岛、烟台等地，锂电池行业头部企业或独立配套，或与传统动力行业头部企业强强联合，正在以新能源整车企业需求为依托，加速布局电池组装和相关配套制造基地。而支持济南、青岛做强锂电池制造基地，加快锂电池在新能源汽车等领域创新应用，也是此次《行动方案》的重要内容。围绕新能源汽车配套锂电池制造及产业配套是重点，却并非全部。按照《行动方案》，山东省此次引导锂电池产业转型升级，还将“扩大消费类电池品类”，满足可穿戴设备、智能音箱、无人机等高度集成化、功能多样化、小型轻便化消费类电子产品的电池需求。对于动力类电池，山东省确定的锂电池产业服务对象，在重点满足电动汽车的同时，还将电动列车、电动自行车等动力市场需求明确为重点领域。科方得智库研究负责人张新原对《证券日报》记者表示：“山东省此次印发的《行动方案》，明确了其锂电池产业高质量发展的方向和路径，这将有助于推动产业向特色化、规模化、国际化的方向发展。”上市公司积极布局 除了明确2025年全省锂电池产业规模突破1000亿元的目标，山东省还将做强一批龙头企业、打造一批产业地标，初步形成涵盖正负极材料、隔膜、电解液、电芯及电池制造、终端应用、拆解回收等的产业链条。《行动方案》也支持有关地市依托高端化工产业基础，在上述产业链条环节的研发和制造中进行积极布局。以山东高密的孚日股份为例，作为毛巾和家纺领域的龙头企业，近几年，公司在新能源材料领域开辟出了锂电池电解液添加剂VC（碳酸亚乙烯酯）这一全新的“业绩增长曲线”，并迅速贯通了从CEC（氯代碳酸乙烯酯）到VC合成再到VC精制的全产业链布局。7月10日，孚日股份董事长张国华在接受《证券日报》记者采访时表示，公司能在短时间内快速切入锂电池产业链，并围绕电池级VC实现全产业链布局，主要得益于公司多年来为配套家纺主业而形成的能源、化工、污水处理等综合性的产业基础优势，并也将因此让公司的VC产品具备有行业竞争力的成本优势。《证券日报》记者在采访中了解到，多家山东省锂电池产业链上市公司，也在抢抓政策机遇，加快相关产业布局。如圣阳股份在2023年顺利完成的圆柱锂电池项目，目前已实现对外批量供货。同时，公司还紧密贴合市场需求，加强高端产品研发，推出高倍率、高容量电芯产品；丰元股份也在持续加大自身在锂电池正极材料领域的产能建设和研发力度，并通过补链强链，整合资源，来提升自身差异化竞争优势。同时，以头部上市企业为牵引，枣庄、东营、烟台、威海、泰安等地，也在加快打造锂电池关键材料产业配套带。

图片 | 站酷海洛

制作 | 张文玲

青岛锂电池开发出国际领先的深海电源，让深海科考告别电缆供电！青岛能源所牵头项目获省技术发明一等奖