随着深海探测技术的持续进步，对新一代深海电池的性能要求也日益提高：在极端高压和载重受限的情况下，必须具备更高的储能能力。
近日，中国科学院长春应用化学研究所联合中国科学院深海科学与工程研究所，成功研发出可承受全海深压力的高比能可充电锂电池组，并通过了海上试验验证。
01 每平方厘米承受超过一吨的压力
海水中的盐分及其他化学成分容易腐蚀电池极耳，导致电芯损坏甚至引发爆炸。因此，深海电源中的锂电池通常被安置在玻璃球或金属容器等密封装置中，以隔离海水影响。
在阳光无法抵达的一万米深海区域，每平方厘米所承受的压力可达一吨以上，这对电源系统的外壳和密封结构提出了极高要求。
目前深海电池系统多采用充油式设计，既减轻了外壳重量，又能维持箱体内外压力平衡。
随着深海探测设备的下潜与上浮，压力不断变化，这对电芯本体、电子元件、电池管理系统以及整个电源系统都带来了严峻考验。
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▲自承压充油式深海电源系统
深海电池的能量密度直接决定了探测设备的工作能力。提升能量密度可以显著延长作业时间并扩大活动范围。
近年来，随着电池技术的发展，深海电池的能量密度也在不断提高：从最初的25Wh/kg铅酸电池、55Wh/kg银锌电池，到120Wh/kg磷酸铁锂电池，再到近年来的280Wh/kg硅碳电池。
然而，提升锂电池能量密度并非易事，需要在材料选择、结构设计、制造工艺等多个方面进行综合优化，同时兼顾安全性与成本控制。
02 能量密度突破400Wh/kg
科研团队攻克了高比能锂离子电芯的核心技术，通过对关键电极材料的改性处理、电解液配方的优化以及制造工艺的改进，使电芯能量密度突破400Wh/kg，极大提升了电池的储能能力。
通过筛选耐高压电子元件、优化集成工艺和电池管理系统架构，研究团队构建了一套适用于深海复杂环境的智能能源管理网络，实现了对110V深海电源系统中电池状态的实时监测与智能调控，能够根据电池运行状况做出精准响应，确保其在复杂多变的深海环境下稳定、高效、安全地运行。
科研人员还解决了充油压力补偿型电池系统在121MPa极端深海压力下的关键技术难题，成功实现高比能锂电池在深海环境中的稳定运行。
该款高比能深海充油自承压式锂离子电池组已在南海海域完成多次深海试验，累计水下工作时间超过100小时。
▲深海电源系统海试。图片来源：中国科学院深海科学与工程研究所
该技术体系在轻量化（相比传统同规格电源减重约40%）、高可靠性、长续航（单次下潜作业周期延长50%）等核心指标上取得了重大突破。
这标志着我国成为全球首个将400Wh/kg级高比能可充电锂电池应用于深海装备的国家，为深海探测设备提供了革命性的轻量化能源解决方案，有效应对了深海高压环境下的能源供给挑战，为我国深海资源开发、海洋科学研究及国防安全等战略领域提供了坚实的技术支撑。
