这家实验室如何突破退役电池困局，打通能源创新全链条
封面新闻记者 边雪 徐瑛蔓
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用催化之手“点石成金”，让废旧电池重获新生，让氢能走向千家万户，让AI为储能系统装上“智慧大脑”……在能源革命与“双碳”目标交汇的关口，一座隐于大连星海之畔的实验室，正展开着一系列实验研究。
实验室内，一块块正在接受“体检”的电池，连接着屏幕，闪烁着跳动的曲线，讲述着能源循环再生的故事。
“电池是能源的血液，回收就是血液的循环。”能源催化转化全国重点实验室主任陈忠伟指着刚再生的三元正极材料电池的循环曲线告诉封面新闻记者，“用这种材料做成的电池，在充放电1000次之后，电量仍然能达到全新状态的92%。这意味着退役锂电正极不仅能再生，还能升级为下一代材料，真正实现‘变废为宝’。”
封面新闻记者走进中国科学院大连化学物理研究所能源催化转化全国重点实验室，探访这支170余人的科研团队，是如何从基础研究到产业落地，构建覆盖“材料—电池—系统”的全链条创新体系，为中国能源自主创新注入强劲动力。
能源催化转化全国重点实验室主任陈忠伟接受封面新闻记者采访。（封面新闻摄像记者 徐瑛蔓拍摄）
聚焦能源安全 实验室贯通“三大方向”
“能源催化转化全国重点实验室，主要是聚焦国家能源安全，面向国家的‘双碳’目标来凝练主攻方向。”陈忠伟向封面新闻记者介绍，“我们以催化科学为基础，围绕三个应用方向展开：一是化石能源低碳利用，二是电化学与储能，三是氢能与多能融合。”
催化剂，被誉为化学工业的“心脏”。陈忠伟表示：“利用催化剂可以加速化学反应、降低反应所需能量，催化技术对整个GDP的贡献能占到20%以上。”而“转化”，则意味着能量的形态变革，是能源利用的核心环节。实验室的三大方向，正对应着能源革命的关键战场：让传统能源更清洁，让可再生能源（如绿氢）成为可能，让电能存储更高效、更安全。
其中，与普通人生活联系最紧密的，莫过于电化学储能，即电池。“每个人都在使用，手机、电脑、电动车，还有正在快速普及的储能电站。”陈忠伟指出，2025年中国电动车销量已超过传统燃油车，占比超50%，电池已成为能源体系中的“血液”。
如何让能源体系中的“血液”更安全、续航更长、寿命更久，并能实现绿色循环？陈忠伟告诉封面新闻记者，团队正在布局另外一种电源技术——氢电耦合电源技术，将燃料电池跟氢电池进行耦合，共同发挥优势。
从“电池血液”到“循环再生”：破解退役电池资源困局
随着新能源汽车与储能产业爆发式增长，动力电池回收已成为资源安全与环境保护的关键课题，而陈忠伟团队自主研发的“一步法”电池回收工艺，正为这一难题提供“中国方案”。
“传统锂离子电池回收依赖‘溶解—萃取—除杂’三步法，流程复杂、能耗高、污染重。”陈忠伟告诉封面新闻记者，团队创新提出“选择性浸出+共沉淀”策略，将三步流程压缩至一步，在连续反应体系中完成前驱体再生。2024年底，团队利用有机酸快速溶解正极材料，镍、钴、锰萃取率超过99.8%，杂质去除率超过97%，成本仅为传统方法的三分之二。
“这意味着退役锂电正极不仅能再生，还能升级为下一代材料，真正实现‘变废为宝’。”陈忠伟表示。该技术使回收效率超过99%，成本降低近40%，污染显著减少。目前，团队已建成吨级再生正极材料中试线，并为多家电池企业供货，其中某储能企业使用再生中镍三元材料后，电池成本降低32%，循环寿命提升20%。未来，千吨级示范线也已进入规划阶段。
AI赋能储能：“电池数字大脑”守护能源安全
在储能电站的控制中心，大屏幕上跳动着每一组电池的实时状态曲线，仿佛一颗颗“心脏”在数字世界中规律搏动。这套由陈忠伟团队与双登集团联合研发的“储能AI智眸系统”，不久前刚荣获2025年度国际储能创新大赛“创新典范TOP奖”，是“人工智能+储能”深度融合的生动实践。
更令人瞩目的是，团队开发的深度学习模型，仅需15个充电周期数据，就能将电池剩余使用寿命预测误差控制在5.40%以内。该系统已部署于西藏、华北、新疆等多地储能电站，从高原极端环境到工商业储能场景，实现“从电芯到电站”的全维度智能管理。
早在2019年，陈忠伟提出“从源头到回收端的闭环创新体系”，前瞻性地布局人工智能在电池领域的应用研究，构建电池全链条的研究体系，覆盖电池材料、储能机理和绿色再生全过程。
这一理念精准对应了国家能源革命的需求。2025年2月10日，工业和信息化部、国家发展改革委等八部门联合印发的《新型储能制造业高质量发展行动方案》明确提出，要推动新型储能制造业高质量发展，把深化新型储能供给侧结构性改革与扩大内需有机结合。
前瞻布局未来：固态电池与氢电耦合开启能源新纪元
“能源革命必然带动工业革命。”陈忠伟在采访中强调。实验室围绕“应用一代、储备一代、研发一代”的全链条布局，已在下一代电池技术上取得关键突破。
在固态电池领域，团队发展出复合固态电解质隔膜及界面柔性粘结材料，解决固态电池界面相容性与机械强度难题，实现宽温域（-40℃至80℃）工作。2025年初，团队研发的低温电池在漠河-36℃环境下仍保持85%以上容量，成功应用于无人机飞行验证。
面向低空经济与机器人等新兴场景，团队率先布局“氢电耦合电源系统”，将燃料电池的高能量密度与锂电池的高倍率性能结合，系统能量密度已达600Wh/kg，下一代目标指向800-1000Wh/kg。“我们提供的是‘强劲的心脏’。”陈忠伟告诉封面新闻记者，该技术已授权某上市公司产业化，并成立大连维克森公司推进量产，助力飞行汽车、重型无人机等产业解决动力问题。
从退役电池绿色再生，到AI智控储能系统，再到面向低空经济的氢电耦合动力，能源催化转化全国重点实验室正以“催化科学”为笔，以国家需求为纸，绘制出一幅能源自主创新的壮阔画卷。
创新不限于实验室，更通往未来。“从2008年底开始布局锂电池的研发，那时候全世界的电动车才起步。”陈忠伟笑着说：“经过几十年的发展，我国电动车相关技术已经处于第一梯队的领先水平。作为见证了这个发展历程的科研人员，我很荣幸看到这个局面，也希望随着新能源产业的快速发展，我们能更好地把科技创新与产业结合，为能源革命注入澎湃‘动力’。”
（特别鸣谢：比亚迪为本次新闻报道提供采访用车。）
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