技术成果

高安全性的高镍单晶正极材料制备与应用技术

传统高镍正极材料存在安全性能差、长周期循环过程中因易粉化而导致循环寿命短等问 题，而高镍单晶是现阶段有望解决上述问题的一种切实可行的技术路线。 单晶颗粒内部无晶界，是完整的晶体形态，其机械强度和压实密度高，能有效地抑制微 裂纹在长循环时的形成与扩展，在多次充放电循环后不易发生粉化，具有优异的循环稳定性； 材料的比表面积较小，与电解质发生的副反应会大幅减少，可以有效缓解电池在高温下的产 气问题，热稳定性高。因此，低成本、低能耗、高稳定性的高镍单晶正极材料，可有效提高 锂离子电池的能量密度并解决电动汽车安全性和里程焦虑问题。

多能融合装配式能源系统研发与产业化示范

热泵技术被国际能源署列为六大清洁能源技术之一，与光伏、风电等技术共同支撑碳中 和目标。特斯拉创始人马斯克将其纳入"宏图计划"，认为其减排潜力超越新能源汽车；"双 碳"目标下，《节能环保产业发展规划》明确支持热泵技术应用，国家《可再生能源发展"十 四五"规划》将其列为重点技术。欧盟“工业 5.0”计划将多能融合能源站列为关键基础设 施，要求2030年工业热泵覆盖率提升至 50%；国际巨头聚焦“多源热泵+储能”系统，国 内工业领域余热利用率不足 40%，且分散热源（废水/废气/地热）难以集约化利用；传统 能源站建设周期长，定制化成本高，制约规模化推广。 面对以上问题，需攻克三大核心技术： 1 多源输入兼容性：融合工业余热、地热、空气能、光伏等分散式低品位热源； 2 高温输出瓶颈：突破环保工质限制，实现130~150℃稳定供能； 3 工程快速交付：通过标准化设计解决定制化成本高、周期长难题。 本技术已多源热泵深度融合系统，首创单台机组兼容余热、空气能、地热、光热等多源 输入适配技术：通过多级压缩+混合工质变温相变技术，将低品位热源升温至130℃；基于 实时电价、热源波动、负荷需求，自动切换最优组合的动态协同优化算法；集成热泵动力舱、 储能缓冲舱、智能控制舱等模块化预制集成，实现了装配式能源站革命性设计。

硫化物全固态电池

在当前“双碳”战略及“由汽车大国迈向汽车强国”信念的引领下，我国新能源产业进入飞 速发展的新阶段，对兼具高能量密度和高安全性动力电池的需求有了进一步提升。全固态电 池采用固体电解质替代有机电解液，能从根本上解决液态电池易燃易爆等安全性问题，突破 其能量密度瓶颈，同时还兼具更快的充电速度和更宽的温度适用范围（-30°C至100°C），被 科学界认为是下一代动力电池的首选方案之一。为实现碳达峰、碳中和目标，积极应对全球 气候变化以及提高我国在全球新能源汽车市场的竞争力，我国出台了一系列政策措施。 中国《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中明确要求“加快全固态动力电池技 术研发及产业化”，并将其列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。“十四五”规划纲要指出： 在新能源动力电池提升工程中，要加快突破高安全性、高比能锂电池的技术瓶颈，开展全固 态电池新技术的研究开发。《中国科学院“十四五”发展规划纲要》将新能源汽车列为先进材 料四个应用方向之一，要求重点研究开发高性能动力锂电池。国家发展改革委等部门印发 《关于促进汽车消费的若干措施》，旨在进一步稳定和扩大汽车消费，优化汽车购买使用管 理制度和市场环境，更大力度促进新能源汽车持续健康发展。山东省政府随后制定了《山东 省新能源汽车产业高质量发展行动计划》，提出对新体系动力电池、全固态电池等重大关键 技术攻关任务，以进一步推动山东省新能源汽车产业提质扩量，打造全国重要的新能源汽车 生产基地。因此，推进全固态电池关键材料及核心技术的研发进程，对于新旧动能转换、持 续打造我国在新能源领域的领先地位具有重大意义。

低成本、高安全钠电池技术

到2025年，新型储能装机规模达3000千万瓦以上，新型储能在推动能源领域双碳目标中 发挥重要作用。我国《“十四五”新型储能发展实施方案》及《关于加快推动新型储能发展的 指导意见》中，提出加快钠离子电池等技术研发及规模化试验示范。钠在地壳中储量丰富， 价格便宜，同时钠离子电池能提供与锂离子电池相当的能量密度、更高的功率密度以及更长 的循环寿命，使得钠电池在新能源汽车、大规模储能领域具有广泛的应用前景。面向国家新 能源利用及资源有效利用的重大战略需求，固态能源系统技术中心多年来深耕低成本、高安 全钠电池关键技术，攻坚于固态电解质材料体系自主设计、开发及制备，建设了国际一流的 钠电池系统研发、智能化制造和批量生产平台，形成了具有自主知识产权的关键材料，如低 成本抗腐蚀水系电解质及本征安全的聚合物钠离子固态电解质，硼/铝基高稳定钠盐及阻燃 添加剂等。秉持“物美价廉、安全可靠”的工艺设计理念，已具备批量化制备本征安全且兼顾 优异电化学及机械性能的固态钠离子电解质和高安全、长寿命固态钠离子电池电芯及系统的 能力，为国家新能源产业发展及随之而来的能源系统革新提供强有力的储能技术支撑。 在固态电解质方面，开发了系列酰胺丙烯酸酯/磷酸酯类的新型聚合阻燃单体，从电解 质层面降低电池热失控风险；对电芯制备工艺技术进行创新，导入多孔集流体和预钠化技术 提升能量密度和寿命。通过设备改进，改进电极涂布技术与变温梯度原位固态化过程相匹配， 形成固态电芯单元连续化制造。在电极材料方面，已实现全水系、低能耗钠离子正极材料批 量化合成工艺，针对不同应用场景，定制化正极材料全流程工艺路线；已经成功搭建了百公 斤级

高性能聚合物固态锂电池技术项目

我国《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》，提出加快固态动力电池技术研发及 产业化是“新能源汽车核心技术攻关工程”。针对传统液态锂离子电池主要存在的续航和安全 方面的缺陷，面向国家深海装备重大战略需求，研究所固态能源系统技术中心深耕固态锂电 池关键技术，历经十几年攻关，国际首创“刚柔并济-三相渗流”聚合物复合固态电解质，秉 承“功（率）能（量）兼备”的系统设计理念，开发出具有完全自主知识产权的高比能、高安 全、高耐深海压、长使役寿命固态锂电池及深海特种电源系统，率先在马里亚纳海沟实现全 海深应用，为国家深海环境探测、科学研究提供了强有力的能源技术支撑，在国际上开创了 高比能固态锂电池特种电源系统深海智能装备应用新局面，建设了国际一流的固态锂电池研 发和生产装备平台，建立了完整的固态锂电池技术体系，形成了具有自主知识产权的关键技 术和核心产品。

高性能农业植保无人机锂电池制备技术

技术简介及特点 无人机因其低成本、高机动性等特点，广泛应用于农林植保、巡检、警用安 防、物流运输、探测等方面。农业植保无人机既可喷药，也可喷施叶面肥；既适 用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适用于玉米、棉花、高粱等高秆作物和林 业果树；同时还适用丘陵山区作业，适应性强，易于推广普及应用。不同应用领 域对于无人机的动力供应也提出了不同的需求。农业植保需要负载喷洒药液，相 对于巡检和航拍设备具有更高的载重要求，再加上操作人员素质参差不齐，难以 掌控，作业环境恶劣，对于电池的性能提出了更高的要求。本技术通过对无人机 动力电池正负极材料、隔膜、电解液等的优选，电池制备工艺的改进，开发出成 熟的无人机电池制备工艺。 专利及进展情况 已申请 1项中国发明专利。完成了电池的小批量制备和上机试验工作，电池 性能如下：1.电池能够实现15C 持续放电，25C 脉冲放电；2.1C/5C 循环500 周， 容量保持率＞95%；3.能量密度比市场情况高 5%～20%；4.内阻低至1mΩ 。 产业化前景分析 随着无人机应用领域的逐渐扩大，无人机市场需求逐渐提升，2015 年中国 民用无人机市场销售规模达到 24亿元，预计 2018年将突破 100亿元大关。据预 测，2018年至 2022年植保无人机整机市场空间约 200亿元，植保服务每年市场 空间约 500亿元，到植保服务普及期，仅中国市场空间就将达到万亿元。无人机 市场及服务的发展促进了无人机电池需求量的快速增长，本技术能够满足无人机 的负载飞行，技术成熟，市场需求大，产业化前景广阔。 转化方式 技术转让 合作开发 无人机电池上机试验 高性能钛酸锂材

高性能动力电池关键技术研究及产业化

技术简介及特点 随着全球能源危机和环境污染问题日益突出，发展新能源汽车已在全球范围 内形成共识，欧美等发达国家已相继公布了燃油汽车停售时间表以及新能源汽车 发展规划，新能源汽车势在必行。而动力电池作为新能源汽车的“心脏”，其性 能的优劣严重影响着新能源汽车的推广和应用，世界各国针对未来几年动力电池 的发展均提出了各自的战略规划。2017 年 2 月，工信部、科技部、财政部等联 合发布《促进汽车动力电池发展行动方案（2017）》中指出：“到2020 年，新型 锂离子动力电池单体比能量超过 300Wh/kg；系统比能量力争达到 260Wh/kg。目 前国内相关动力电池企业量产单体电芯能量密度均在260Wh/kg以下，系统在160 Wh/kg 以下，离方案规划目标还有一定距离。为提早达到规划目标，加快动力电 池发展，开发高能量密度同时兼具安全性能的动力电池技术，推动动力电池技术 整体水平的提升，既是保障动力电池产业可持续发展的紧迫任务，也是加快我国 新能源汽车产业发展、取得国际竞争优势的战略举措。 专利及进展情况 已经分别制备出 280Wh/kg 和300 Wh/kg动力电池单体电芯，目前280 Wh/kg 电芯已循环 440周（25℃，0.5C/0.5C)，容量保持90%左右；300Wh/kg 电芯已循 环 100周（25℃，0.5C/0.5C)，容量保持在 97%左右。 产业化前景分析 受益于新能源汽车市场的高速发展，动力电池的需求得以不断提升。我国动 力电池出货量从 2014年的 4.4GWh上升到 2017年的 44.5GWh，CAGR为 116.3%， 预计到 2020 年

硅碳负极材料制备工艺

技术简介及特点 电子设备和电动汽车的快速发展对锂离子电池的容量和能量密度提出了越 来越高的要求。硅材料具有高达 4200mAh/g 的理论容量，储量丰富，嵌/脱锂电 位适中等优势，有望替代石墨成为新一代锂离子电池负极材料。但硅负极在脱嵌 锂的过程中伴随着体积膨胀（高达300%），导致硅颗粒破碎、粉化，使材料失去 活性。由于这种体积效应，硅在电解液中难以形成稳定的表面固体电解质(SEI) 膜，导致充放电效率降低，加速容量衰减。此外，硅自身的电导率不高，倍率性 能差，严重限制硅在锂电池负极材料中的应用。将硅纳米化，制备纳米结构的硅 /碳复合材料，是提高锂电池的负极材料电化学性能的有效方法。本技术以工业 废硅渣为原料，经过提纯、粉碎得到纳米硅，或以市售纳米硅为硅源，与石墨复 合，引入特定的包覆剂和导电剂，使纳米硅均匀分布在石墨表面，形成完整的包 覆结构，解决了硅的循环稳定性差的问题。开发工艺不涉及苛刻条件，易放大制 备。 专利及进展情况 已申请 4项中国发明专利。制备的硅碳材料具有优异的电化学性能，可实现 容量为 400－550mAh/g 硅碳的公斤级制备，首效>90%，0.5C 循环200 周容量保 持率>90%。600mAh/g 以上硅碳材料首效>85%，0.5C 循环100 周容量保持率>80%。 产业化前景分析 据统计，2017年中国锂电池硅碳负极材料产量已经超过 1500吨，同比增长 超过 130%。但从来目前市场总体产量来看，仍相对较小，在全年锂电负极材料 总产量中仅占比 1%，整个锂电硅基材料行业仍处于积极建设时期。预计到2020 年，负极材料的需求量将达到 29.3

高性能高镍正极材料制备工艺

技术简介及特点 随着便携式电子产品的普及应用以及EVs、HEVs 等动力汽车的发展，锂离子 电池正极材料不断突破自身的瓶颈向高容量、长寿命和安全稳定等方向发展。高 镍系正极材料Li(Ni M )O 成本较低、容量高且环境友好，受到越来越多的关注。 x 1-x 2 但此类材料在实际应用中存在一些亟待解决的问题：高镍材料的表面pH值、残碱 含量高，造成加工和存储困难，所制备电池胀气严重；伴随着循环过程，材料微 观结构发生变化，最终导致容量衰减和循环性能变差。本技术通过离子掺杂和表 面包覆相结合的手段，结合煅烧工艺和改性工艺的优化改进，从材料“内部”和 “外部”综合提高材料的电化学性能。 专利及进展情况 申请发明专利 1项。针对高镍正极材料存在的问题，本技术通过材料煅烧工 艺和改性工艺的开发，对材料性能进行优化，0.2C 倍率下，高镍材料的放电比 容量均达到 200mAh/g 以上；0.5C 倍率下，放电比容量均达到 190mAh/g 以上； 0.5C/0.5C 循环 100 周容量保持率在 88%以上，材料表面的 pH 值稳定在 11.85 以下。与企业材料性能对比，有较大的优势，目前已成功进行了公斤级放大试验。 产业化前景分析 按照国家动力电池技术路线图的规划，2020 年动力电池能量密度要达到 300Wh/Kg 的目标，拥有更高能量密度的三元材料已成为主流技术路线。2017年 新能源汽车推荐车型目录中专用车 64%使用三元锂电池，乘用车中 77%使用三元 电池。随着国家对新能源汽车的能量密度要求逐年提高，未来三元材料的市场比 重将有望持续提升。因此，高镍三元材料成为动力电池企业

离子液体高压电解液技术

技术简介及特点 目前商业化电解液虽能满足一般动力电池的需求，但仍存在电化学稳定性不 足、安全性差、有泄露风险、并进一步引发起火爆炸等的问题，但由于凝胶、固 态电解质尚不成熟，近期内液态电解液仍将通知市场。而离子液体作为改善安全 性、提高电化学稳定性的有效手段，也是高压电极材料应用的决定性因素。过程 所通过将近十年的开发，已成功制备出稳定电压在 5V 以上、安全性能大幅度改 善的离子液体高压电解液，并已在河南实现规模化生产。其成本与目前商业化高 端电解液相近，但适用于 300Wh/kg级高能量密度电池，可有效支撑高性能动力 电池行业的快速进步。 专利及进展情况 申请专利 16项，已授权 8项。2014 年1 月已通过科学院组织的成果鉴定， 与会专家一直认为该成果“国际领先”。 产业化前景分析 截止到 2017 年，我国电解液的产销量已实现连续数年的快速增长，平均年 增幅在 20%以上，未来随着节能减排压力的增大、国家开始制定燃油车退市时间 表，电动汽车必将迎来快速发展，相应的，电解液作为动力电池的重要组成部分， 相应的市场空间也相当巨大。虽然我国电解液企业众多，但高端产品市场仍有空 间。而过程所相关技术不仅具有更高的电化学稳定性，其安全性也更佳，因此市 场潜力巨大。 转化方式 技术转让 许可使用 合作开发 5000吨/年离子液体电解液生产装置 固体燃料解耦燃烧技术

包覆改性新技术

技术简介及特点 装备高镍三元层状过渡金属氧化物正极材料和高容量硅碳负极材料的下一 代锂离子电池被认为是电动汽车未来持续发展的关键，本项目针对高镍三元材料 和硅碳复合材料存在的循环不稳定和倍率性能差等问题，基于流态化技术和化学 气相沉积原理，兼具流化床传热传质优异和化学气相沉积均匀等优点，设计开发 了锂离子电池电极材料流态化气相包覆改性新技术，实现了不同粉体表面包覆设 计，降低了传统气相沉积工艺的反应温度，提高了包覆效率，研发出了适合于工 业中连续规模化生产的电极材料流态化气相包覆改性新技术，实现了高镍三元材 料粉体表面氧化物包覆和硅碳复合材料粉体表面碳包覆。新工艺较传统电极材料 粉体包覆工艺成本降低了 50%。 专利及进展情况 目前已申请发明专利 2项。 产业化前景分析 中国新能源汽车发展迅猛，动力锂电池需求旺盛。2017 年动力电池出货量 为 36.2GWh，2018 年和 2020 年的动力电池需求量分别为 47GWh 和 97GWh。国家 对新能源汽车补贴方案间接引导电极材料体系的升级，具有性能优势的高镍三元 层状过渡金属氧化物正极材料和高容量硅碳负极材料成为产业化热点，对高镍三 元材料和硅碳复合材料的包覆改性已成为电极材料研发领域的热点之一。本项目 开发出锂离子电池电极材料流态化包覆改性新技术，通过包覆体系设计和工艺参 数优化可实现高镍三元材料粉体表面氧化物包覆和硅碳复合材料粉体表面碳包 覆，包覆均匀且含量可控（0.1﹣3%），工艺简单，较现有传统工艺包覆效果改善 明显，成本大幅降低。该技术环境友好、节能减排和社会经济效益显著，具有良 好的推广应用前景。 转让方式 技术

再生利用成套技术

技术简介及特点 本项目将利用电池拆解企业、电池梯级利用企业及电池生产企业产生的废磷 酸铁锂正极粉为原料，经高效酸解、深度除杂、介质循环、液相合成等核心技术 突破，化学再生制备成性能良好的磷酸铁锂正极粉，并销售给电池生产企业。本 项目可实现磷酸铁锂正极材料中 Li、Fe、P 的全利用，且介质再生循环，无三废 排放，全过程绿色、清洁。经济效益可观。 专利及进展情况 本项目已完成小试，获得的磷酸铁锂正极粉产品经第三方检测，其电化学性 能达到国家相关标准要求。项目目前已申请有 4项中国发明专利。 产业化前景分析：动力电池材料主要有三元材料和磷酸铁锂。因三元正极材 料含有镍、钴等稀贵金属，价格高，因此已有回收技术多集中于三元材料的回收， 回收技术已相对成熟，目前已有规模化的回收企业；而磷酸铁锂正极材料主要含 有 Li、Fe、P等元素，价值相对较低，尚无规模化回收企业。即将报废的锂离子 动力电池 70%以上为磷酸铁锂电池，市场机遇好。本项目市场空间可达百亿/年 规模。本项目核心技术还可拓展应用于三元材料的化学再生。 转化方式 技术转让 许可使用 锂离子电池电极材料流态化气相 包覆改性新技术

退役三元动力电池循环利用技术

未公开（摘自宁波材料所科技成果册2023目录）

新型高效表达异源蛋白的枯草芽孢杆菌MATE表达系统

项目简介异源蛋白质的高效分泌表达是蛋白质研究与生产中的核心问题，诸如表达水平低、分泌效率差等难点是制约酶蛋白、医药蛋白质等异源蛋白质研究与生产的主要瓶颈因素。大肠杆菌作为最为常用的异源蛋白质表达宿主具有诸多良好的特性，但同时也存在着免疫原、内毒素、分泌表达效率低下等难以避免的问题，限制了下游工艺的成本降低与操作的便捷性。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为革兰氏阳性菌的模式菌种，具有分泌表达、异源表达水平高（20-25 g/L）和安全等诸多优良特性,被认为是较理想的蛋白质生产菌株，从而广泛应用于各种酶蛋白的生产中。目前针对枯草芽孢杆菌的商业化表达系统很少，国内更是缺乏具有自主知识产权的高效枯草芽孢杆菌表达系统，且现有枯草芽孢杆菌表达系统都存在着一些限制性因素，例如启动强度不足、诱导物价格昂贵、抗菌素或抗生素等诱导物对细胞有毒害作用等，限制了其在扩大化生产中的实际应用潜力。市场前景目前蛋白表达系统市场上除Agilent Technologies, Clontech, Life Technologies, Lonza, Merck， Millipore， Promega等传统大型企业外，Dyadic International, Geneva Biotech, Greenovation, iBio, Jena Bioscience, New England Biolabs, Oxford Expression Technologies, Pfenex 及Scarab Genomics等中小型生物技术企业也积极着力开发新型蛋白质表达系统拓展市场。利用本项目研发的枯草

耐油、耐高低温聚烯烃弹性体制备技术

研究团队制备的 AEM 替代材料是由二元乙丙与丙烯酸酯化合物通过反应熔融接枝制备而 成，具有低VOC和无气味的特性，是目前被美国杜邦公司技术和产品垄断的乙烯- 丙烯酸酯聚合 物（AEM）的最佳替代材料。目前该材料已经进入批量生产阶段（5吨/年以上），批产产品的耐高温 性能及耐油性能与国外同类产品相近，环保性能和经济性优于国外产品。材料已在华为4G、5G 基 站外防护冷收缩管，新能源汽车进气管，新能源汽车线束，汽车油气管和柴油发动机热收缩管中成 功应用，未来将在航空燃油热收缩管和航空液压油密封产品中得到广泛应用。

尿素甲醇间接法制备碳酸二甲酯技术

碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机化工中间体，广泛用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨 基甲酸酯、聚碳酸酯二醇等多种化工产品。DMC还可以用来制备锂电池的电解液，在新能源汽车 发展中扮演着重要的角色。由于 DMC 用途非常广泛，被誉为当今有机合成的“ 新基石 ”。DMC 生 产工艺主要包括光气甲醇法、甲醇氧化羰基化法、酯交换法、尿素醇解法及二氧化碳甲醇直接合成 法。尿素醇解法原料低廉易得，生产成本低，包括直接法和间接法两种工艺，其中间接法反应条件 相对温和，能耗较低，市场应用前景广阔。开发了尿素和1,2-丙二醇制备碳酸丙烯酯高性能催化剂 及工艺技术，尿素单程转化率大于99%，碳酸丙烯酯单程收率大于90%。

用于催化反应过程在线监测质谱仪

催化技术是生产基础有机化工原料的基础，经济价值和战略意义重大。通常催化反应体系十 分复杂，反应条件的变化会直接影响到催化产物的种类和品质。因此，发展一种对催化过程气相产 物进行快速评价的在线监测技术，对工业化生产具有重要的应用价值和经济意义。本课题组基于 基于真空紫外（VUV）灯的单光子软电离（SPI）源，采用发射光子能量为10.6eV 的低压放电氪灯作 为光源，能够实现大部分有机物的电离，同时能够避免大量碎片的产生，有助于对催化产物的定量 分析。在甲醇制烯烃催化应用中，实现对低碳烯烃混合气体成分进行快速测定，测定单个样品的时 3 间为5秒时，对乙烯、丙烯与丁烯的检测限分别达到0.51、0.052与0.042 mL/m ；在m/z 28处 仪器的分辨率达到3960，能够实现N2 和C2H4有效基线分离，避免了MTO催化反应过程中载气 N2 对产物C2H4 含量测定的影响。仪器成功应用于甲醇制烯烃催化过程气相产物的实时、快速、在 线分析，结果表明该仪器在工业催化过程监测中具有潜在的应用价值和广阔的应用前景。

目前，商品锂离子电池的比能量一般为120～26 0Wh/kg。采用高电压镍锰酸锂正极材料的

合作方式 正极材料决定了动力电池的比能量、成本和安全性。目前，三元正极材料占动力电池成本的 合作形式另议 18%，且存在安全隐患。此外，高镍三元的加工性能较差，对生产环境的要求苛刻。因此，亟需研究 和开发新一代的高性能动力电池正极材料。 镍锰酸锂正极材料的工作电压可达4.7 V，具有优于三 投资规模 元材料的倍率充放电性能，材料不含钴，成本估算为5-6万/吨，显著低于三元正极材料，也明显低 于磷酸铁锂正极材料。以镍锰酸锂为正极的锂离子电池的比能量可达 200Wh/kg，与三元电池持 1000 万 ~5000 万 平，但成本更低，低温性能、倍率性能和安全性能更优。镍锰酸锂电池的工作电压较高，可达 4.7V， 高于三元的3.7V和磷酸铁锂的3.2V。较高的工作电压可降低电池组中串联电芯的数量，有利于简 化电池管理系统的设计。但是，4.7V的工作电压要求电池使用电化学窗口更宽(>5.0V）的电解质。 关键技术：（1）镍锰酸锂的固相合成技术和工艺；（2）与镍锰酸锂电池匹配的、电化学窗口 >5V的电解质。 技术指标：具有镍锰酸锂高电压正极材料及制备工艺、适配高电压电解质的自主知识产权， 目前已完成公斤级的小试生产技术开发，正在开展中试。项目开发的镍锰酸锂正极材料的比容量 130mAh/g（常温、0.5C）；高倍率充放电性能优异，20C和40C的放电比容量分别为 125mAh/g 和 120mAh/g；以 40C 倍率循环 500 次的容量保持率大于 83%；55℃、1C 充放电 500 次的容 量保持率大于 84%。电化学窗口 >5V 的电解质室温离子电导率 5*mS/cm，隔膜厚度≤30 微米。 应用领域：电动车、规模储能、电动工具、电动两轮车等，具有广阔的应用前景。

高比能超级电容器关键电极材料产业化技术研发

超级电容器作为一种非常重要的电化学储能器件，具有充放电时间短、使用寿命长、温度特性 好、维修成本低和绿色环保等优点，在智能电网、储能装置、动力电源系统以及诸多电子设备上有 着广泛的应用市场。超级电容器的发展核心在于获得高性能电极材料。本项目中，我们发展了化学 剥离法、模板法、活化等方法宏量制备出性能优异的石墨烯、石墨烯基碳材料、层次孔炭等材料； 同时，提出高倍率性能电极材料（如磷酸铁锂、磷酸铁锂/石墨烯正极材料、磷酸铁锂/ 石墨烯/ 石 墨正极材料、钛酸锂、钛酸锂/石墨烯和石墨烯@层次孔炭等负极材料）的新制备工艺，为百公斤 级批量化生产和产业化提供技术储备。 技术指标：单个器件的能量密度能达到20~60 Wh/kg，功率密度达到15 kW/kg，且具备良 好的循环稳定性和倍率性能。 应用领域：电动汽车辅助或主动力源、智能电网等。

高比能锂离子电池关键技术研发

锂离子电池具有高比能量、低自放电率、无记忆效应、循环寿命长等特点，成为轻便式电脑设 备、长续航电动汽车、空间储能等军民两用动力设备的主力军。随着科技的发展，我们对于电池的 比容量、比能量、寿命安全性等提出了更高的要求。本项目中，针对锂离子电池发展领域的技术难 点，通过一定的手段，实现对其关键电极材料控制制备，并通过不同电解液种类的开发，发展出具 有高比能的锂离子电池、锂硫电池以及固态电池等。 技术指标：开发大于230 mAh/g 高容量正极材料，负极材料比容量大于500mAh/g，研制高 比能锂离子、固态电池，且具备长寿命和高安全性能。 应用领域：轻便式电脑设备、长续航电动汽车、空间储能。

宽温区、高功率钠离子电池技术

我们开发的宽温区、高功率钠离子电池可用于室温规模储能、中低速电动车、电动工具、军用 领域，如军用笔记本、单兵装备、军用通信后备电源、图传设备、测距设备、军用通信装置、军用便携 式能源、警用手持设备、特种机器人等领域。

锂金属固态电池

（1）动力电池是新能源汽车的心脏。为践行国家“十三五”新能源发展战略，推动新能源汽车 的进一步推广和使用，开发高比能、长寿民、高安全的动力锂电池是关键。目前，传统动力电池面临 着续航里程低、安全性差等棘手问题。基于此，本项目主要从高比能正负电极材料设计、新型固态 电解质开发、电极电解质界面结构稳定化技术、锂离子固态电池结构构建以及原位机理分析等方 面，深入探索影响高性能锂电池的关键性因素，旨在开发高比能、长寿命、高安全的新能源动力电 池，尤其是全固态动力锂电池，进一步提升我国动力电池技术的发展，促进其在新能源汽车领域的 广泛推广和使用。 （2）技术指标：发展比容量>230mAh/g的高镍三元正极或>280 mAh/g富锂锰基正极材料， 比容量 >500 mAh/g 的过渡金属硫化物或 >1000 mAh/g 碳硫纳米复合正极材料；发展长循环金 属锂负极的结构设计及制备关键技术，开发预锂化新技术，有效抑制锂枝晶的形成；建立高离子 -3 电导率（>10 S/cm）固体电解质材料及隔膜的可控制备技术，合成出高稳定固态电解质。 （3）应用领域：新能源汽车、便携式电子设备电源、无人机、军事坦克。

磷酸盐基钠离子电池技术

合作开发 近年来，锂离子电池在动力电池和储能两大应用领域的占据份额逐年攀升。但因锂资源限制 （80%进口）造成了锂离子电池的关键材料成本大幅上涨，且欧美等国家已将锂资源均列为战略性 投资规模 资源，导致磷酸铁锂材料和三元材料的成本与日俱增。同时，铅酸电池也面临回收难题、性能偏低 500 万 ~1000 万 ( 不含 ) 等问题。 钠离子电池具有资源丰富、性价比高、安全性好等优点有望在中低速电动车及大规模储能领 域取代或部分取代锂离子电池和铅酸电池获得广泛应用。2022 年 2 月国家发改委能源局正式发 布《“十四五”新型储能发展实施方案》，将钠离子电池列为十四五新型储能核心技术装备攻关的 重点方向之一，并提出钠离子电池新型储能技术试点示范要求。因此，发展资源丰富型钠离子电池 技术已成为国家重大战略需求。聚阴离子型磷酸盐因结构稳定、钠扩散快、安全性高等优势成为高 比能、高比功率、高稳定性钠离子电池的优选正极材料。储能技术研究部在 2016年开始布局聚阴 离子型磷酸盐基钠离子电池技术。结合市场对新型储能电池在资源、成本、性能多方面的准入要求 考虑，团队瞄准中低速电动车和大规模储能应用领域的迫切需求，梳理并确立了高比能、高稳定性 V基磷酸盐和低成本Fe、Mn基磷酸盐基钠离子电池体系的技术发展路线。通过近5年的努力，实 现了磷酸盐基钠离子电池从基础研究探索到关键材料中试规模制备、大容量电芯器件和储能系统 集成的跨越。在基础研究方面，先后攻克了钠离子电池技术磷酸盐正极电导率低、稳定性差(Adv. Energy Mater. 2021, 11, 17, 2003725; Adv. Energy Mater. 2021, 11, 21, 2100627;ACS Energy Letters 2019, 4 (7), 1565-1571;Nano Energy. 2018, 47, 340

新一代氢燃料电池关键技术及应用

发展氢燃料电池是我国重大战略需求。氢燃料电池在新能源汽车、分布式 电站等领域应用前 景广阔，其规模化应用将产生巨大的经济和社会效益。大连化物所新一代氢燃料电池技术研发与 应用团队持续深耕氢燃料电池领域，突破氢燃料电池高性能催化剂、增强复合膜、高性能低铂膜电 极、耐蚀薄层金属双极板、高比功率电堆、耐低温系统集成等核心技术，申报国家发明专利700 余 件（已授权400余件），形成氢燃料电池关键材料、核心部件、系统与控制等完善自主知识产权体 系。 2017 年以来，项目团队形成了研发基地，中试基地，产业化基地的完整布局，通过技术开发、 技术许可、技术入股等形式实现关键技术示范及应用，特别是通过普通许可实现成果转移转化。目 前，项目团队已转让应用专利近30件，牵头或参与制定国家标准 42 件、牵头制定国际标准1件（国 内唯一），有力促进了氢燃料电池产业的国产化进程，取得显著社会效益和经济效益，获中国科学 院科技促进发展奖。 膜电极中试线、电堆、系统及技术许可的国内首个金属板电堆产线 氢燃料电 池技术汽车/ 船舶/飞机应用及国内首个兆瓦级发电系统示范应用。

微型锂氟化石墨烯电池

电子元器件技术发展很快，而且越来越趋于数值化、智能化、小微化、一体化，需要有高能量密 度、高安全性、长寿命的微型电池。锂氟化石墨烯电池，正极为氟化石墨烯材料，负极为金属锂，是 目前性能最佳的一次电池体系，锂氟化石墨烯体系的理论能量密度达到2180wh/kg。是目前一次 电池中能量密度最大的体系。 大连化物所研制的锂/氟化石墨烯微型电池，具有以下优势： 1、尺寸最小的铝壳圆柱一次电池，最小直径2mm，高6mm； 2、能量密度高，比锂锰电池能量密度高50%以上； 3、自放电低（≤ 1%/年）； 4、工作温度范围宽，可满足‒40~80 ℃ 的使用要求； 5、储存寿命长（> 10 年） 。 可应用于可穿戴消费电子器件（wearable consumer electronics）、网络电子器件（IoT）、 医疗监测治疗器件（medical monitoring & treatment）、传感、自然生态环境遥控监测和评估 (environmental remote tracking & evaluation)等。

特种低温锂离子电池

特种低温锂离子电池是一种采用特殊材料及工艺制成的电池，具有比能量高、倍率性能好、快 充性能优异、循环性能好等优点，适合于零下的寒冷环境使用，一般都要求在-40度左右环境下正 常工作 , 放电容量保持在 80% 以上 , 最低工作温度可达到 -70℃。大连化物所研制特种低温锂离 子电池，具有以下优势： 1、最低可在-70℃环境工作，-40℃1C放电容量可达80%以上、0.5C 放电可达85%以上， 0.2C放电可达95%以上； 2、倍率性能好，最高可达100C连续放电，300C瞬间放电； 3、低温倍率性能佳，-40℃20C大电流放电容量可达80%以上； 4、快充性能好，最高可30C快充，2分钟可充电80%； 应用领域 新能源汽车启停、航空航天、军工兵器、极地科考、寒带抢险、铁路基建、电力通讯、医疗电子、 安防通讯、勘探测绘等多种民用及军事领域。

无溶剂静电喷涂电池极片生产装备

目前主流制备离子电池工艺为溶剂分散极片成分为均质浆料后采用狭缝涂覆头将浆料涂覆 到集流体表面，再经过干燥，辊压等工序得到电池正负极片。该方法因为需要大量毒性溶剂 N- 甲 基吡咯烷酮，需要对该溶剂进行干燥与回收，占用了大约51%的生产耗能，且溶剂会带来比如干 燥工程分层、涂层厚度上限过低、材料适应性差、压实密度低、极片物理性能差等问题。因此，团队 提出采用无溶剂的静电喷涂方法将功能材料均匀包覆的活性材料颗粒直接喷涂至集流体上的工 艺。该工艺不仅可以避免溶剂的干燥回收工序，更可适用于更广泛的电池电极- 电解质材料，为纯 固态电池与金属负极电池方向的开发提供可行方案。目前项目处于小试阶段，设计生产线目标达 到0.3m 宽幅 1m/s 的生产速率，产品性能在采用商用NCM811 活性材料在4.2Ah软包电池可获 得460Wh/kg 能量密度。中试设计产能达到性能达到1.0m 宽幅2m/s 的生产速率，可以达到年产 100 吨镍钴锰NCM811正极片，可用于生产11万千瓦时的储能或者动力电池。 应用领域 当前下一代离子电池，特别是纯固态电池。该方法可与静电纺丝技术结合制备新一代陶瓷隔 膜。

危险超车预警系统

必要性及需求分析:随着我国汽车保有量的迅速增长，车流量交通安全越来越受到关注，据统计在交通事故中，由于超车失败造成的事故占很大比例且后果严重。为了有效的避免由于超车失败引起的事故，本项目将研制危险超车报警系统汽车电子主动安全产品，该系统可以识别危险的超车状况，并对驾驶员发出危险报警，提醒驾驶员做出正确的反映，避免超车事故的发生。目标及主要任务:本项目的研发内容主要包括：（1）环境车辆和自车运动状态识别。利用视觉、激光和雷达传感器，运用多传感器融合技术，研究快速准确的道路车辆行车状态感知算法；（2）危险超车预警策略研究。建立基于车辆行驶状态的超车安全模型，安全模型由自车行车动力学与环境车辆运动学参数为输入；（3）安全报警系统研究。研发基于视觉和声音的报警提示系统，能够建立随着危险状况紧急情况的分级报警提示；现有工作基础:本项目单位自主开发，拥有自主知识产权，目前申请发明专利2项，拥有广阔的市场前景。 平台建设单位： 中国科学院科技创新发展局 中国科学院办公厅 国科控股 中国科学院科技战略咨询研究院 --> 中国科学院成都文献情报中心 蜀ICP备05003827号-12 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000006 版权：中国科学院 主办：中国科学院科技创新发展局 承办：中国科学院成都文献情报中心 找错--> 微信小程序 --> 中国科学院知识产权信息

新能源汽车动力电池密封性能检测仪

新能源汽车动力电池密封性能检测仪是根据新能源汽车的动力电池的防水 规范标准要求，针对动力电池箱容积大、测试精度高、充气接口有阻尼膜、售后 被测箱体内部可能有水等杂质的复杂需求，利用多传感器信息获取、智能信息处 理和智能控制技术自动识别客户需求，实现快速、稳定气源控制和供给，并采用 阀件多级组合气路控制技术、弱信号高精度技术，构建适用的工程热力学模型， 实现机电气一体化的智能密封性能检测，同时通过无线网络接口及时向专用计算 机测试管理平台发送采集的数据，为后续优化完善动力电池箱体的密封性能检测 规范提供准确依据。 仪器针对大容积被测电池箱体建立了快速充气的工程模型，实现对几十升大 容积被测件的快速、稳定的充气控制，同时利用气动流体力学技术设计一体式双 通道自制气控阀件和专用防水气路有效地排除外部环境干扰、隔离检测气路和被 测件气路，提高了测试的稳定性和冗余性，缩短了单只动力电池密封测试时间， 可由原先的24小时缩短到几分钟。仪器拥有一项发明专利和一项软件著作权。

航天/JG/储能/急速充放电电柜/新能源汽车电池用冷板开发设计及力学分析

摘要待完善