這個實(shí)驗(yàn)室為破解退役電池困局提供“中國方案”

　　2月18日，陳忠偉團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超低溫高比能鋰電池，適配六旋翼無人機(jī)在漠河-36℃極寒環(huán)境下試飛成功。
　　圖據(jù)能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)

　　能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳忠偉（右）接受采訪。 徐瑛蔓攝

　　用催化之手“點(diǎn)石成金”，讓廢舊電池重獲新生，讓氫能走向千家萬戶，讓AI為儲能系統(tǒng)裝上“智慧大腦”……在能源革命與“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)交匯的關(guān)口，一座隱于遼寧大連星海之畔的實(shí)驗(yàn)室，正展開一系列實(shí)驗(yàn)研究。
　　實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，一塊塊電池正在接受“體檢”，屏幕上跳動的曲線，講述著能源循環(huán)再生的故事。
　　“電池是能源的‘血液’，回收就是‘血液’的循環(huán)。”中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）主任陳忠偉指著剛再生的三元正極材料電池的循環(huán)曲線說，用這種材料做成的電池，充放電1000次后，電量仍能達(dá)到全新狀態(tài)的92%。這意味著退役鋰電正極不僅能再生，還能升級為下一代材料，真正實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”。
　　近日，華西都市報(bào)、封面新聞記者走進(jìn)能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，探訪這支170余人的科研團(tuán)隊(duì)，是如何從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)落地，構(gòu)建覆蓋“材料—電池—系統(tǒng)”的全鏈條創(chuàng)新體系，為中國能源自主創(chuàng)新注入強(qiáng)勁動力。

聚焦能源安全
實(shí)驗(yàn)室貫通“三大方向”

　　“能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要聚焦國家能源安全，面向國家‘雙碳’戰(zhàn)略目標(biāo)凝練主攻方向。”陳忠偉說，“我們以催化科學(xué)為基礎(chǔ)，圍繞三個應(yīng)用方向展開：一是化石能源低碳利用，二是電化學(xué)與儲能，三是氫能與多能融合。”
　　催化劑被譽(yù)為化學(xué)工業(yè)的“心臟”。“利用催化劑可以加速化學(xué)反應(yīng)、降低反應(yīng)所需能量，催化技術(shù)對國內(nèi)生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)能占到20%以上。”陳忠偉說，轉(zhuǎn)化則意味著能量的形態(tài)變革，是能源利用的核心環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室的三大方向，正對應(yīng)著能源革命的關(guān)鍵戰(zhàn)場：讓傳統(tǒng)能源更清潔，讓可再生能源成為可能，讓電能存儲更高效、更安全。
　　其中，與普通人生活聯(lián)系最緊密的，莫過于電化學(xué)儲能，即電池。陳忠偉說，2025年中國電動汽車銷量已超過傳統(tǒng)燃油車，電池已成為能源體系中的“血液”。
　　如何讓能源體系中的“血液”更安全、續(xù)航更長、壽命更久，并能實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)？陳忠偉說，團(tuán)隊(duì)正在布局另一種電源技術(shù)——?dú)潆婑詈想娫醇夹g(shù)，將燃料電池和氫電池進(jìn)行耦合，共同發(fā)揮優(yōu)勢。

實(shí)現(xiàn)變廢為寶
讓退役鋰電正極升級為新材料

　　隨著新能源汽車與儲能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)式增長，動力電池回收已成為資源安全與環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵課題，陳忠偉團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“一步法”電池回收工藝，正為這一難題提供“中國方案”。
　　“傳統(tǒng)鋰離子電池回收依賴‘溶解—萃取—除雜’三步法，流程復(fù)雜、能耗高、污染重。”陳忠偉說，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出“選擇性浸出+共沉淀”策略，將三步流程壓縮至一步，在連續(xù)反應(yīng)體系中完成前驅(qū)體再生。2024年底，團(tuán)隊(duì)利用有機(jī)酸快速溶解正極材料，鎳、鈷、錳萃取率超過99.8%，雜質(zhì)去除率超過97%，成本僅為傳統(tǒng)方法的三分之二。
　　“這意味著退役鋰電正極不僅能再生，還能升級為下一代材料，真正實(shí)現(xiàn)‘變廢為寶’。”陳忠偉說，該技術(shù)使回收效率超過99%，成本降低近40%，污染顯著減少。目前，團(tuán)隊(duì)已建成噸級再生正極材料中試線，并為多家電池企業(yè)供貨，其中某儲能企業(yè)使用再生中鎳三元材料后，電池成本降低32%，循環(huán)壽命提升20%。未來，千噸級示范線已進(jìn)入規(guī)劃階段。

AI賦能儲能

“
電池?cái)?shù)字大腦”守護(hù)能源安全

　　在儲能電站的控制中心，大屏幕上跳動著每一組電池的實(shí)時狀態(tài)曲線，仿佛一顆顆“心臟”在數(shù)字世界中規(guī)律搏動。這套由陳忠偉團(tuán)隊(duì)與雙登集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)的“儲能AI智眸系統(tǒng)”，不久前榮獲2025年度國際儲能創(chuàng)新大賽“創(chuàng)新典范TOP獎”，是“人工智能+儲能”深度融合的生動實(shí)踐。
　　更令人矚目的是，團(tuán)隊(duì)開發(fā)的深度學(xué)習(xí)模型，僅需15個充電周期數(shù)據(jù)，就能將電池剩余使用壽命預(yù)測誤差控制在5.40%以內(nèi)。該系統(tǒng)已部署于西藏、華北、新疆等多地儲能電站，從高原極端環(huán)境到工商業(yè)儲能場景，實(shí)現(xiàn)“從電芯到電站”的全維度智能管理。
　　早在2019年，陳忠偉提出“從源頭到回收端的閉環(huán)創(chuàng)新體系”，前瞻性地布局人工智能在電池領(lǐng)域的應(yīng)用研究，構(gòu)建電池全鏈條的研究體系，覆蓋電池材料、儲能機(jī)理和綠色再生全過程。
　　這一理念精準(zhǔn)對應(yīng)了國家能源革命的需求。今年2月10日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等八部門聯(lián)合印發(fā)的《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》明確提出，要推動新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，把深化新型儲能供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與擴(kuò)大內(nèi)需有機(jī)結(jié)合。

前瞻布局未來
固態(tài)電池與氫電耦合開啟能源新紀(jì)元

　　“能源革命必然帶動工業(yè)革命。”陳忠偉在采訪中強(qiáng)調(diào)。實(shí)驗(yàn)室圍繞“應(yīng)用一代、儲備一代、研發(fā)一代”的全鏈條布局，已在下一代電池技術(shù)上取得關(guān)鍵突破。
　　在固態(tài)電池領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)發(fā)展出復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)隔膜及界面柔性粘結(jié)材料，解決固態(tài)電池界面相容性與機(jī)械強(qiáng)度難題，實(shí)現(xiàn)寬溫域（-40℃至80℃）工作。2025年初，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的低溫電池在黑龍江漠河-36℃環(huán)境下仍保持85%以上容量，并成功應(yīng)用于無人機(jī)飛行驗(yàn)證。
　　面向低空經(jīng)濟(jì)與機(jī)器人等新興場景，團(tuán)隊(duì)率先布局“氫電耦合電源系統(tǒng)”，將燃料電池的高能量密度與鋰電池的高倍率性能結(jié)合，系統(tǒng)能量密度已達(dá)600Wh/kg，下一代目 標(biāo) 指 向 800Wh/kg 至1000Wh/kg。“我們提供的是‘強(qiáng)勁的心臟’。”陳忠偉說，該技術(shù)已授權(quán)某上市公司產(chǎn)業(yè)化，并成立大連維克森公司推進(jìn)量產(chǎn)，助力飛行汽車、重型無人機(jī)等產(chǎn)業(yè)解決動力問題。
　　從退役電池綠色再生，到AI智控儲能系統(tǒng)，再到面向低空經(jīng)濟(jì)的氫電耦合動力，能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正以“催化科學(xué)”為筆，以國家需求為紙，繪制出一幅能源自主創(chuàng)新的壯闊畫卷。
　　創(chuàng)新不限于實(shí)驗(yàn)室，更通往未來。“我們從2008年底開始布局鋰電池研發(fā)，那時候全世界的電動汽車才起步。”陳忠偉笑著說：“經(jīng)過十幾年發(fā)展，我國電動汽車相關(guān)技術(shù)已處于第一梯隊(duì)的領(lǐng)先水平。作為見證了這個發(fā)展歷程的科研人員，我很榮幸看到這個局面，也希望隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我們能更好地把科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)合，為能源革命注入澎湃‘動力’。”
　　華西都市報(bào)-封面新聞記者邊雪徐瑛蔓

記者手記
大連的風(fēng)與陽光見證
能源催化轉(zhuǎn)化的澎湃

　　冬日遼寧大連的風(fēng)，帶著海鹽的咸味，吹得肆無忌憚。走出機(jī)場，它便裹著冬日艷陽的熱烈，迎面而來，吹得人衣袂翻飛。
　　通往中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的路上，天空時而湛藍(lán)得沒有一絲雜質(zhì)，時而陰云密布甚至飄起小雪。等我們驅(qū)車到達(dá)實(shí)驗(yàn)室時，陽光毫無保留地傾瀉在每棟建筑上，讓這片遠(yuǎn)離市區(qū)喧囂的科研基地，顯得格外明亮而充滿力量。
　　此行的目的，是探訪能源催化轉(zhuǎn)化全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并專訪實(shí)驗(yàn)室主任陳忠偉。關(guān)于陳忠偉和他的團(tuán)隊(duì)，采訪前我已從資料中了解很多，但當(dāng)真正穿過實(shí)驗(yàn)室走廊，看到他穿梭于一排排精密儀器間時，卻率先被一股“暖意”擊中。
　　這暖意，或許源于陳忠偉眼中的光。
　　談起實(shí)驗(yàn)室的三大應(yīng)用方向，陳忠偉語氣平實(shí)，卻邏輯縝密。沒有用高深的術(shù)語，他用最平實(shí)的語言，將復(fù)雜的科學(xué)還原成最樸素的能量流動圖景。當(dāng)他指著屏幕上那些跳動的、代表電池性能的曲線時，神情不像是在審視數(shù)據(jù)，更像一位辛勞的農(nóng)人，在端詳自己土地上長出的飽滿的稻穗。
　　風(fēng)被隔絕在實(shí)驗(yàn)室窗外，室內(nèi)只有儀器低鳴的運(yùn)轉(zhuǎn)聲。陳忠偉帶著我們穿梭在測試平臺與中試設(shè)備之間。這里沒有科幻電影里的炫目光效，只有金屬的質(zhì)感、電路的脈絡(luò)，以及研究人員沉靜專注的背影。
　　參觀結(jié)束時，我們再次走到樓外。風(fēng)依舊很大，吹得研究所門口的旗幟獵獵作響，陽光刺得人微微瞇眼。但回想起剛才實(shí)驗(yàn)室里的景象：屏幕上守護(hù)著千里之外電站安全的智慧曲線，中試線上悄然獲得“第二次生命”的電池材料，還有陳忠偉主任談及“讓每一塊退役電池都有歸宿”時那平實(shí)卻堅(jiān)定的笑容——那份由內(nèi)而外的“暖意”，似乎抵御了物理世界的風(fēng)。
　　那不是陽光直射的燥熱，而是一種基于扎實(shí)創(chuàng)造與人文關(guān)懷的溫厚力量。它源于將冷冰冰的化學(xué)方程式，轉(zhuǎn)化為惠及億萬普通人生活與未來藍(lán)圖的執(zhí)著；源于在追求極致性能的同時，始終將綠色與循環(huán)刻入技術(shù)的基因。這份“暖”，是科技能呈現(xiàn)的最動人的質(zhì)感。告別時，風(fēng)依舊，陽光正好。
　　我知道，有些種子，已在最硬核的實(shí)驗(yàn)室里，孕育出足以溫暖時代的新芽。華西都市報(bào)-封面新聞記者邊雪