科研人員在實驗室測試電池。受訪者供圖
“這個電池要在-40℃再試試?！痹谥袊茖W院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）能源催化轉(zhuǎn)化全國重點實驗室，研究員王曉恩正針對鋰離子電池進行耐低溫實驗。他小心翼翼地將軟包鋰電池放入低溫測試箱內(nèi)。
這個春節(jié)將是團隊最忙碌的一段時間，他們2月將前往黑龍江漠河，在接近-40℃的極寒條件下進行實地測試。提及此事，團隊成員都充滿了期待?！半m然天氣很冷，但眼看著我們的目標就要達成了，大家都非常激動。”大連化物所副研究員張盟說。
電池與人們的日常生活息息相關(guān)，從智能手機、筆記本電腦到電動汽車、家用電器，幾乎每個現(xiàn)代生活場景中都能看到電池的身影。然而，當前電池普遍存在能量密度低、使用壽命短以及在極端環(huán)境下性能差等問題，制約了電池在一些重要領(lǐng)域的應(yīng)用。
“我們要做就做最好的！”能源催化轉(zhuǎn)化全國重點實驗室主任、大連化物所研究員陳忠偉表示，團隊此次研發(fā)的高比能超低溫特種鋰離子電池，主要用于解決北方等寒冷地區(qū)電動汽車續(xù)航以及低溫下電池性能衰退的問題。
在實驗室中，王曉恩正帶領(lǐng)團隊進行精密的電池組裝工作。電池的每個組件都要在自動化生產(chǎn)線上經(jīng)過電芯配對、正負極材料涂布、卷繞等一系列精細步驟，才能完成組裝。
目前，團隊研制的新型鋰離子電池能量密度高達400瓦時/千克，能夠在-60℃的極端條件下穩(wěn)定運行。該電池的放電容量可維持在80%以上，對電動汽車市場產(chǎn)生了深遠影響，有望為寒冷地區(qū)的用戶解決冬季“里程焦慮”問題。
除了地面跑的汽車，陳忠偉團隊對天上飛的無人機也沒少下功夫。
“低空經(jīng)濟作為新興產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場潛力。在帶來巨大機遇的同時，其發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn)。當前，低空經(jīng)濟在核心技術(shù)上面臨3個挑戰(zhàn)，包括動力技術(shù)、飛控技術(shù)、交通技術(shù)。其中，動力技術(shù)是低空飛行器的‘心臟’，是決定其載荷航程和安全性的核心技術(shù)，而目前最重要的問題就是動力不足?！标愔覀ソ榻B，“低空經(jīng)濟，動力先行?！?/p>
去年11月，團隊研發(fā)了高比能寬溫域鋰離子電池，成功適配中國科學院沈陽自動化研究所設(shè)計的新型工業(yè)級復合翼無人機。這款無人機搭載的高比能鋰電池能量密度高達400瓦時/千克，將無人機的續(xù)航時間提升20%~40%，電池模組能量密度達340瓦時/千克，可在-40℃至-60℃的寬溫域環(huán)境中穩(wěn)定工作。
在大連市長?？h，無人機緩緩升起，順利實現(xiàn)了起飛、爬升、高速巡航等測試環(huán)節(jié)，高質(zhì)量完成了3小時飛行試驗，驗證了高比能鋰電池的高效能量儲備能力與運行穩(wěn)定性。
該新型電池的應(yīng)用，為無人機寒區(qū)作業(yè)、應(yīng)急救援等提供了可靠的動力支持，同時也為電動航空、高端裝備制造等領(lǐng)域開辟了廣闊的應(yīng)用空間。
陳忠偉表示，大連市在低空經(jīng)濟發(fā)展方面具備得天獨厚的優(yōu)勢，但同時要在創(chuàng)新技術(shù)與高端制造的結(jié)合上不斷努力，推動航空新材料、關(guān)鍵部件，以及低空智能化服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動效應(yīng)。
“因此，新的一年，我們不僅將繼續(xù)推動超低溫電池的研究，還將在低空經(jīng)濟領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，爭取做到‘上天入地’?！标愔覀コ錆M信心地說，“大鵬之動，非一羽之輕也；騏驥之速，非一足之力也。只要大家齊心協(xié)力，我們一定能夠在春節(jié)期間實現(xiàn)新的突破！”
（中國科學報記者?孫丹寧）
