11月28日，“奮斗者”號(hào)全海深載人深潛器成功完成萬米海試并勝利返航。在此前的11月10日，“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909米，創(chuàng)造了中國(guó)載人深潛的新紀(jì)錄。作為“奮斗者”號(hào)上的奮斗者之一，中國(guó)船舶712所承擔(dān)“奮斗者”號(hào)動(dòng)力保障任務(wù)，攻克多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)，為“奮斗者”號(hào)深海試驗(yàn)做出了重大突出貢獻(xiàn)。
研發(fā)設(shè)計(jì)自主創(chuàng)新
為貫徹落實(shí)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略部署，加快建設(shè)我國(guó)“透明海洋”技術(shù)體系，2016年科技部啟動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)，重點(diǎn)突破11000米全海深潛水器研制。中國(guó)船舶712所憑借在深海鋰離子電池關(guān)鍵材料與總體技術(shù)積累，在多家項(xiàng)目申請(qǐng)單位中脫穎而出，承擔(dān)全海深載人潛水器關(guān)鍵技術(shù)之一“全海深高能量密度鋰離子電池”項(xiàng)目，著力破解全海深載人潛水器動(dòng)力關(guān)鍵技術(shù)。
深海鋰離子電池在工作時(shí)需要承受萬米水壓，面臨的最大難點(diǎn)就是耐壓?jiǎn)栴}，而問題的解決有賴于長(zhǎng)年的基礎(chǔ)理論研究。項(xiàng)目組成員從原子級(jí)別的耐壓機(jī)理研究出發(fā)，突破自身的專業(yè)局限，以理論科學(xué)模擬計(jì)算作為電池耐壓性設(shè)計(jì)的支撐，并在仿真與驗(yàn)證之間探尋細(xì)微差別，以求得耐壓結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)。
在多項(xiàng)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)的集成、安全性等方面科學(xué)評(píng)估的前提下，深海電池團(tuán)隊(duì)大膽假設(shè)與小心求證，不氣餒、不放棄，從基礎(chǔ)研究、共性技術(shù)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用進(jìn)行全鏈條創(chuàng)新設(shè)計(jì)，做到合理科學(xué)。
關(guān)鍵技術(shù)獲得突破
11000米深海電池是“奮斗者”號(hào)萬米載人潛水器的關(guān)鍵技術(shù)之一，提供潛水器運(yùn)行所需電力。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)尚無滿足11000米深海壓力的電池，國(guó)外也無公開可借鑒的相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)。萬米載人深海潛水器的研制是國(guó)際深海前沿技術(shù)的里程碑，對(duì)于我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略至關(guān)重要。深海電池作為深潛器唯一的能源系統(tǒng)，為其設(shè)備、儀表和任務(wù)載荷提供電源。
深海鋰離子電池應(yīng)用于全海深壓力環(huán)境，最大的環(huán)境壓力可達(dá)115MPa，相當(dāng)于每平方厘米約指甲蓋大小的面積需承受1189Kg的壓力，儲(chǔ)存能量要求一般在幾十千瓦時(shí)以上，且系統(tǒng)復(fù)雜程度高。
在電池單體、管理系統(tǒng)、縮比樣機(jī)以及工程樣機(jī)等研制對(duì)象的設(shè)計(jì)與115MPa驗(yàn)證試驗(yàn)中，深海電池團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)1500多個(gè)日夜，終于攻克了萬米主蓄電池、副蓄電池以及備用蓄電池的諸多關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，國(guó)外深海鋰離子電池工作深度有4500米級(jí)和6500米級(jí)的，而國(guó)產(chǎn)深海鋰離子電池的工作深度可以達(dá)到11000米級(jí)。
實(shí)際應(yīng)用安全穩(wěn)定
如何保證在深海高壓環(huán)境下作業(yè)安全萬無一失，這是擺在712所深海電池團(tuán)隊(duì)面前的技術(shù)難題。深海電池技術(shù)涉及電化學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)以及仿真學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，各個(gè)部件的耐壓性能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證是電池安全性、可靠性的關(guān)鍵。
全海深高能量密度鋰離子電池的安全性、可靠性經(jīng)過了充分的科學(xué)論證，其研制成功，首先回答了深海電池基礎(chǔ)理論問題，其次解決了共性技術(shù)，再到系統(tǒng)集成，系統(tǒng)性提高了我國(guó)深海電池設(shè)計(jì)、制造以及試驗(yàn)等方面能力，填補(bǔ)了我國(guó)全海深潛水器用鋰離子電池空白。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在深海電池技術(shù)應(yīng)用推廣方面取得不俗成績(jī)。2020年6月8日，由中科院主持研制的“海斗一號(hào)”全海深自主遙控潛水器，采用的電池組正是深海電池團(tuán)隊(duì)所研制的萬米深海電池系統(tǒng)！目前，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已完成國(guó)內(nèi)多家萬米無人潛器研制單位對(duì)深海電池的定購需求，一攬子解決了多種萬米無人潛器的深海電池難題。
2020年7月1日，代表著我國(guó)最新深?？萍妓降摹皧^斗者”號(hào)出海，于8月完成南海海試。10月10日，再次整裝出發(fā)，遠(yuǎn)赴馬里亞納海溝開啟深海航次試驗(yàn)，至11月19日，“奮斗者”號(hào)成功完成13次深?？瓶甲鳂I(yè)，其中8次下潛突破萬米，同時(shí)全面驗(yàn)證了712所深海電池的安全可靠性。
2020年11月28日，在馬里亞納海溝結(jié)束科考任務(wù)的“探索一號(hào)”科考船，在三亞南山港碼頭靠泊下錨，成功實(shí)現(xiàn)10909米坐底記錄的“奮斗者”號(hào)隨船勝利返航。中共中央總書記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平發(fā)來賀信，致以熱烈的祝賀。10909，讓我們記住這個(gè)數(shù)字和它背后默默奉獻(xiàn)付出的每一位奮斗者。中國(guó)船舶712所將繼續(xù)弘揚(yáng)科學(xué)精神，奮力前行，勇攀深?？萍几叻澹僮鲂仑暙I(xiàn)！
為貫徹落實(shí)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略部署，加快建設(shè)我國(guó)“透明海洋”技術(shù)體系，2016年科技部啟動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)，重點(diǎn)突破11000米全海深潛水器研制。中國(guó)船舶712所憑借在深海鋰離子電池關(guān)鍵材料與總體技術(shù)積累，在多家項(xiàng)目申請(qǐng)單位中脫穎而出，承擔(dān)全海深載人潛水器關(guān)鍵技術(shù)之一“全海深高能量密度鋰離子電池”項(xiàng)目，著力破解全海深載人潛水器動(dòng)力關(guān)鍵技術(shù)。
深海鋰離子電池在工作時(shí)需要承受萬米水壓，面臨的最大難點(diǎn)就是耐壓?jiǎn)栴}，而問題的解決有賴于長(zhǎng)年的基礎(chǔ)理論研究。項(xiàng)目組成員從原子級(jí)別的耐壓機(jī)理研究出發(fā)，突破自身的專業(yè)局限，以理論科學(xué)模擬計(jì)算作為電池耐壓性設(shè)計(jì)的支撐，并在仿真與驗(yàn)證之間探尋細(xì)微差別，以求得耐壓結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)。
在多項(xiàng)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)、電池系統(tǒng)的集成、安全性等方面科學(xué)評(píng)估的前提下，深海電池團(tuán)隊(duì)大膽假設(shè)與小心求證，不氣餒、不放棄，從基礎(chǔ)研究、共性技術(shù)、系統(tǒng)集成與應(yīng)用進(jìn)行全鏈條創(chuàng)新設(shè)計(jì)，做到合理科學(xué)。
關(guān)鍵技術(shù)獲得突破
11000米深海電池是“奮斗者”號(hào)萬米載人潛水器的關(guān)鍵技術(shù)之一，提供潛水器運(yùn)行所需電力。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)尚無滿足11000米深海壓力的電池，國(guó)外也無公開可借鑒的相關(guān)研究經(jīng)驗(yàn)。萬米載人深海潛水器的研制是國(guó)際深海前沿技術(shù)的里程碑，對(duì)于我國(guó)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略至關(guān)重要。深海電池作為深潛器唯一的能源系統(tǒng)，為其設(shè)備、儀表和任務(wù)載荷提供電源。
深海鋰離子電池應(yīng)用于全海深壓力環(huán)境，最大的環(huán)境壓力可達(dá)115MPa，相當(dāng)于每平方厘米約指甲蓋大小的面積需承受1189Kg的壓力，儲(chǔ)存能量要求一般在幾十千瓦時(shí)以上，且系統(tǒng)復(fù)雜程度高。
在電池單體、管理系統(tǒng)、縮比樣機(jī)以及工程樣機(jī)等研制對(duì)象的設(shè)計(jì)與115MPa驗(yàn)證試驗(yàn)中，深海電池團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)1500多個(gè)日夜，終于攻克了萬米主蓄電池、副蓄電池以及備用蓄電池的諸多關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，國(guó)外深海鋰離子電池工作深度有4500米級(jí)和6500米級(jí)的，而國(guó)產(chǎn)深海鋰離子電池的工作深度可以達(dá)到11000米級(jí)。
實(shí)際應(yīng)用安全穩(wěn)定
如何保證在深海高壓環(huán)境下作業(yè)安全萬無一失，這是擺在712所深海電池團(tuán)隊(duì)面前的技術(shù)難題。深海電池技術(shù)涉及電化學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)以及仿真學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，各個(gè)部件的耐壓性能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證是電池安全性、可靠性的關(guān)鍵。
全海深高能量密度鋰離子電池的安全性、可靠性經(jīng)過了充分的科學(xué)論證，其研制成功，首先回答了深海電池基礎(chǔ)理論問題，其次解決了共性技術(shù)，再到系統(tǒng)集成，系統(tǒng)性提高了我國(guó)深海電池設(shè)計(jì)、制造以及試驗(yàn)等方面能力，填補(bǔ)了我國(guó)全海深潛水器用鋰離子電池空白。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)在深海電池技術(shù)應(yīng)用推廣方面取得不俗成績(jī)。2020年6月8日，由中科院主持研制的“海斗一號(hào)”全海深自主遙控潛水器，采用的電池組正是深海電池團(tuán)隊(duì)所研制的萬米深海電池系統(tǒng)！目前，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已完成國(guó)內(nèi)多家萬米無人潛器研制單位對(duì)深海電池的定購需求，一攬子解決了多種萬米無人潛器的深海電池難題。
2020年7月1日，代表著我國(guó)最新深?？萍妓降摹皧^斗者”號(hào)出海，于8月完成南海海試。10月10日，再次整裝出發(fā)，遠(yuǎn)赴馬里亞納海溝開啟深海航次試驗(yàn)，至11月19日，“奮斗者”號(hào)成功完成13次深?？瓶甲鳂I(yè)，其中8次下潛突破萬米，同時(shí)全面驗(yàn)證了712所深海電池的安全可靠性。
2020年11月28日，在馬里亞納海溝結(jié)束科考任務(wù)的“探索一號(hào)”科考船，在三亞南山港碼頭靠泊下錨，成功實(shí)現(xiàn)10909米坐底記錄的“奮斗者”號(hào)隨船勝利返航。中共中央總書記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平發(fā)來賀信，致以熱烈的祝賀。10909，讓我們記住這個(gè)數(shù)字和它背后默默奉獻(xiàn)付出的每一位奮斗者。中國(guó)船舶712所將繼續(xù)弘揚(yáng)科學(xué)精神，奮力前行，勇攀深?？萍几叻澹僮鲂仑暙I(xiàn)！
