我國需加快攻關(guān)和發(fā)展新型高能電池
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2025-09-17 13:49
侯生中 吳皓臻
在全球能源大變革背景下，電池技術(shù)變革正在成為能源革命的關(guān)鍵因素。在當(dāng)前市場主流應(yīng)用的鋰離子電池技術(shù)還存在著續(xù)航、耐候、安全、環(huán)保等局限性的情況下，我國加快攻關(guān)和發(fā)展新型高能電池技術(shù)已刻不容緩。這既是搶占全球能源產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略性技術(shù)高地和保障國家能源安全的現(xiàn)實要求，更是搶占地緣政治沖突和軍事戰(zhàn)爭技術(shù)高地的戰(zhàn)略抉擇。通過對上海、嘉興等相關(guān)企業(yè)的調(diào)研和走訪，我們建議加快攻關(guān)和發(fā)展小型高能量核電池。小型高能量核電池是一種將放射性同位素衰變能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，其在續(xù)航、耐候、環(huán)保、安全等方面具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，使其在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的適配性，可大規(guī)模應(yīng)用在航空航天、醫(yī)藥、AI設(shè)備、軍民兩用的無人機動和值守設(shè)備等。其作為極具潛力的新型電池技術(shù)，研發(fā)與攻關(guān)對于推動能源革命、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有不可估量的重要意義。
發(fā)展小型高能量核電池存在的問題
我國在小型高能量核電池研發(fā)上起步相對較晚，盡管近年來已取得顯著的階段性突破，但距離實際應(yīng)用仍有不小差距。
一是產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策相對滯后。在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃上，我國缺乏小型高能量核電池專項發(fā)展規(guī)劃，對技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化路徑等方面缺乏明確的指導(dǎo)；在產(chǎn)業(yè)政策上，小型高能量核電池的研發(fā)需要大量的資金投入，從基礎(chǔ)研究到技術(shù)開發(fā)，再到產(chǎn)品試制和產(chǎn)業(yè)化推廣，每個環(huán)節(jié)都離不開資金支持，但是目前我國在該領(lǐng)域沒有明確的產(chǎn)業(yè)扶持政策，政府財政支持不多，社會資本的參與度很低；在產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上，安全標(biāo)準(zhǔn)體系也不夠健全，對于核電池的研發(fā)、生產(chǎn)、使用及回收等環(huán)節(jié)的安全規(guī)范不夠細(xì)致，難以滿足實際需求。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策標(biāo)準(zhǔn)滯后，使得企業(yè)和科研機構(gòu)在開展相關(guān)工作時，缺乏明確的依據(jù)和方向，不利于吸引社會資本和資源投入到小型高能量核電池領(lǐng)域，也影響了行業(yè)的健康有序發(fā)展。
二是技術(shù)瓶頸亟須加緊突破。在能量轉(zhuǎn)換效率方面，作為小型高能量核電池的核心技術(shù)指標(biāo)之一，當(dāng)前國內(nèi)已公布的小型高能量核電池均處于工程樣機階段，且多數(shù)僅能實現(xiàn)微瓦級輸出功率，與實際應(yīng)用場景要求存在顯著差距。這就需要在材料科學(xué)、量子物理等多學(xué)科領(lǐng)域開展深入研究，研發(fā)新型放射性同位素材料與高效能量轉(zhuǎn)換裝置；在微型化工藝方面，隨著設(shè)備對小型化、輕量化的需求持續(xù)提升，如何在有限空間內(nèi)實現(xiàn)核電池的高效封裝與穩(wěn)定運行，同時保障電池性能與嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)，成為亟待解決的技術(shù)難題；在技術(shù)人才方面，核電池研發(fā)涉及核物理、材料科學(xué)、電子工程等多學(xué)科交叉，對具備跨學(xué)科知識與技能的專業(yè)人才需求迫切。但目前我國高校和科研機構(gòu)在相關(guān)交叉學(xué)科專業(yè)建設(shè)上長期存在薄弱環(huán)節(jié)，人才培養(yǎng)體系不夠完善，導(dǎo)致交叉學(xué)科人才短缺，難以滿足行業(yè)發(fā)展的需求。
三是產(chǎn)業(yè)鏈條還不夠健全。在關(guān)鍵材料方面，部分用于制造核電池的特殊材料，由于核廢水提煉等關(guān)聯(lián)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展滯后，無法為核電池的生產(chǎn)提供充足的放射性同位素原料，導(dǎo)致國內(nèi)生產(chǎn)能力不足，質(zhì)量也難以滿足要求，不得不依賴進(jìn)口，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還面臨供應(yīng)不穩(wěn)定的風(fēng)險。例如中國氚氣提煉與回收技術(shù)仍落后歐美1-2個代際，目前僅完成克量級氚循環(huán)驗證，而歐美已進(jìn)入公斤級工程驗證階段，具備ITER級氚工廠設(shè)計能力。在關(guān)鍵科研儀器方面，國產(chǎn)化率極低，高端儀器仍以德、美為主，例如中國高端電子曝光機、透射電鏡等檢測設(shè)備仍高度依賴德國（Raith、Zeiss）、美國（FEI、Applied）進(jìn)口，國產(chǎn)設(shè)備雖已“原型可用”，但在穩(wěn)定性、量產(chǎn)驗證、專利壁壘上差距明顯，替代之路依然漫長。產(chǎn)業(yè)鏈的不健全嚴(yán)重制約了我國小型高能量核電池的規(guī)?；a(chǎn)和廣泛應(yīng)用。
發(fā)展小型高能量核電池的對策建議
加速攻關(guān)和發(fā)展小型高能量核電池，搶占全球細(xì)分產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略高地是一個系統(tǒng)工程，也是一個偉大使命，需要各部門和社會力量群策群力。因此，建議國家能源局牽頭，會同發(fā)改、工信、生態(tài)環(huán)境、國防科工、安全監(jiān)管等部門，加強調(diào)查研究，積極指導(dǎo)和推進(jìn)各地人民政府和發(fā)改等相關(guān)部門工作，具體建議如下：
加緊完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和頂層政策。一是加緊完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展，盡快制定小型高能量核電池專項發(fā)展規(guī)劃，確定不同階段的技術(shù)研發(fā)目標(biāo)、重點和產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)方向，制定產(chǎn)業(yè)化時間表，設(shè)定階段性的產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，如在未來5年內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和小規(guī)模應(yīng)用示范，10年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用等，為科研機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)提供清晰的研發(fā)方向，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展。二是加緊制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，盡快制定小型高能量核電池發(fā)展產(chǎn)業(yè)政策，包括財政、金融、人才引進(jìn)及相關(guān)稅收政策等，建議設(shè)立國家級小型高能量核電池專項研發(fā)基金，主要用于支持這一領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和重大科研項目，引導(dǎo)和鼓勵社會資本和金融機構(gòu)設(shè)立小型高能量核電池產(chǎn)業(yè)投資基金或者相關(guān)融資產(chǎn)品，對具有發(fā)展?jié)摿Φ目蒲许椖亢推髽I(yè)進(jìn)行投資或者融資，給予參與核電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)稅收優(yōu)惠激勵，如減免企業(yè)所得稅、研發(fā)費用加計扣除等，降低企業(yè)成本，提高企業(yè)的盈利能力和市場競爭力，吸引更多社會資本進(jìn)入該領(lǐng)域。三是加緊跟上產(chǎn)業(yè)安全和標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立健全涵蓋小型高能量核電池研發(fā)、生產(chǎn)、使用、回收全流程的安全監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)體系，以完善安全監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)體系。
加緊突破技術(shù)瓶頸并盡快建成壁壘。一是集中力量攻關(guān)核心技術(shù)，整合國內(nèi)高校、科研機構(gòu)和企業(yè)的優(yōu)勢資源，組建國家級小型高能量核電池創(chuàng)新聯(lián)合體，集中力量攻關(guān)能量轉(zhuǎn)換、微型化封裝等核心技術(shù)，通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的合作，創(chuàng)新聯(lián)合體內(nèi)部共享機制和協(xié)同機制，提高研發(fā)效率，突破技術(shù)瓶頸。二是加快培養(yǎng)和聚集科研和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)人才隊伍，鼓勵高校優(yōu)化課程設(shè)置，開設(shè)核物理+材料+電子工程等交叉學(xué)科專業(yè)，加大引進(jìn)和培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)的師資隊伍，通過設(shè)立專項獎學(xué)金等措施，鼓勵學(xué)生報考相關(guān)專業(yè)，吸引優(yōu)秀人才投身于小型高能量核電池領(lǐng)域的研究和發(fā)展，培養(yǎng)具備多學(xué)科知識和技能的復(fù)合型人才；同時通過優(yōu)惠的專項人才引進(jìn)政策，面向全球吸引在核電池領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗和卓越成就的高端人才，為我國小型高能量核電池的發(fā)展提供足夠的智力支持。
加緊開展產(chǎn)業(yè)鏈補鏈強鏈工作。一是加快全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化進(jìn)程，在制訂專項發(fā)展規(guī)劃基礎(chǔ)上，理清小型高能量核電池產(chǎn)業(yè)鏈和發(fā)展方向，制定和明確產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵材料國產(chǎn)化方向和相關(guān)政策，舉國推進(jìn)和落實細(xì)化產(chǎn)業(yè)鏈的全鏈國產(chǎn)化。二是加速核廢水放射性同位素提煉技術(shù)研發(fā)，加大對核廢水放射性同位素提煉技術(shù)研發(fā)的投入，在引進(jìn)和消化國外先進(jìn)提煉技術(shù)和經(jīng)驗基礎(chǔ)上，國內(nèi)通過產(chǎn)學(xué)研合作，開發(fā)高效、低成本的提煉技術(shù)，提高放射性同位素的提取率和純度，為小型高能量核電池的生產(chǎn)提供穩(wěn)定的原材料供應(yīng)。三是建立核廢水提煉技術(shù)與核電池研發(fā)的聯(lián)動機制，鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)開展核廢水提煉技術(shù)研究，將核廢水中的放射性同位素進(jìn)行有效提取和利用，實現(xiàn)“變廢為寶”，形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)在核電池領(lǐng)域的發(fā)展，降低原材料成本，提高資源利用效率。（侯生中 工作單位：嘉興市長三角碳中和創(chuàng)新研究中心；吳皓臻 工作單位：浙江臻能新能源科技有限公司）
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