中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院消息，中國科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所自主研發(fā)的400Wh/kg級(jí)深海充油自承壓式鋰離子硅碳電池組，于4月20日在南海海域完成4200米級(jí)深海環(huán)境試驗(yàn)，成功突破深海高壓、長(zhǎng)續(xù)航、輕量化技術(shù)瓶頸。此舉標(biāo)志著我國成為全球首個(gè)將400Wh/kg級(jí)高比能鋰二次電池技術(shù)應(yīng)用于深海裝備的國家，為深海探測(cè)裝備能源體系帶來革命性升級(jí)。
技術(shù)突破：破解深海能源三重困境
此次試驗(yàn)的電池組攻克了制約深海裝備能源系統(tǒng)的三大難題：
本體能量密度躍升
：通過鋰離子硅碳電芯本體技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)單體能量密度超400Wh/kg，較傳統(tǒng)鋰電提升50%以上，達(dá)到國際領(lǐng)先水平；
抗壓結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
：首創(chuàng)壓力自適應(yīng)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，采用充油自承壓結(jié)構(gòu)與高度集約化成組方案，在121MPa（相當(dāng)于萬米水深壓力）極端環(huán)境下仍保持系統(tǒng)穩(wěn)定性；
智能管理突破
：重構(gòu)電池管理系統(tǒng)（BMS）架構(gòu)，構(gòu)建包含故障預(yù)警、動(dòng)態(tài)功率分配、自修復(fù)功能的深海智能能量管理網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)全周期可靠性驗(yàn)證，系統(tǒng)循環(huán)壽命突破2000次。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹：“傳統(tǒng)深海電池受限于高壓環(huán)境需采用笨重的外殼防護(hù)，而我們通過材料體系與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)同創(chuàng)新，讓電池自適應(yīng)深海壓力，實(shí)現(xiàn)‘瘦身’與‘強(qiáng)體’雙重突破。”
試驗(yàn)驗(yàn)證：深?！皹O限挑戰(zhàn)”交出滿分答卷
搭載該電池組的深海著陸器于南海冷泉區(qū)完成4次連續(xù)下潛作業(yè)，累計(jì)工作時(shí)長(zhǎng)超72小時(shí)，最大下潛深度4200米。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：
輕量化優(yōu)勢(shì)
：相同功率下較傳統(tǒng)電源減重40%，顯著提升裝備有效載荷；
續(xù)航革命
：?jiǎn)未蜗聺撟鳂I(yè)周期延長(zhǎng)50%，支持著陸器完成原需多次往返的科考任務(wù)；
極端環(huán)境適應(yīng)性
：在4℃低溫、1000大氣壓強(qiáng)及鹽霧腐蝕環(huán)境下，電池容量衰減率低于3%。
參與測(cè)試的中國科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所專家表示：“該技術(shù)使深海裝備能源系統(tǒng)從‘燃油時(shí)代’邁入‘電驅(qū)智能時(shí)代’，為載人深潛器、海底觀測(cè)網(wǎng)等重大裝備提供了輕量化解決方案?！?/p>
戰(zhàn)略價(jià)值：搶占全球深海裝備制高點(diǎn)
此次突破具有多重戰(zhàn)略意義：
資源勘探
：輕量化設(shè)計(jì)使無人潛航器續(xù)航能力突破1000公里，助力可燃冰、多金屬結(jié)核等深海資源高效勘探；
科研突破
：長(zhǎng)時(shí)供電能力支撐海底原位實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為深海生命起源、板塊運(yùn)動(dòng)等研究提供新工具；
國防安全
：高比能電池體系可適配深海監(jiān)聽、隱蔽偵察等國防裝備，增強(qiáng)海洋權(quán)益維護(hù)能力。
業(yè)內(nèi)專家指出，該技術(shù)將重構(gòu)全球深海裝備競(jìng)爭(zhēng)格局。當(dāng)前國際主流深海電池能量密度普遍低于300Wh/kg，我國技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)指標(biāo)跨越，更通過全鏈條自主可控打破國外技術(shù)封鎖。據(jù)透露，該電池組已啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，將率先應(yīng)用于“蛟龍?zhí)枴鄙?jí)版及新一代載人深潛器。
結(jié)語
從“蛟龍”探海到“奮斗者”號(hào)萬米深潛，中國深海裝備的每次飛躍都離不開能源技術(shù)的突破。此次400Wh/kg級(jí)深海電池的成功驗(yàn)證，不僅彰顯我國在先進(jìn)能源材料領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，更為人類探索深海提供了更智能、可持續(xù)的“中國方案”。隨著海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，這項(xiàng)技術(shù)有望掀起新一輪深海裝備革新浪潮。
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