富锂锰基是下一代电池突破的关键吗

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：

汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。

着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外，还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。例如，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示，10—50次循环使用之后，电压衰减明显，电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长，到一定程度可能会刺破隔膜，科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层，二是研究固体电解质。

夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

新能源 汽车 的电能来源是锂电池，目前大多数车型都采用了能量密度更高的三元锂电池，这种电池遭遇外力破坏后会剧烈燃烧，但是因为车上并没有油箱，没有燃油的情况下车辆也只是自燃而已，而不是爆燃也不会发生二次爆炸。

虽然不会爆炸，但是燃烧的速度非常快，

几分钟就可以把一辆车烧毁。因此新能源 汽车 一旦燃烧，没有任何救下来的可能。

但是新能源汽并没有事故引发爆炸的案例。原因就是锂电池没有爆炸的条件，事故中锂电池会剧烈燃烧，把整辆车烧毁为止。

锂离子二次电池的特点就是容量密度高，而且容量密度还在不断刷新，只有密度上去了续航能力才能提上去。因此锂电池发展的方向就是不断的提高容量密度，那么锂电池为什么会自燃呢？我们看一下锂电池的结构与工作原理:

锂电池结构与电解电容高度相似:

正极材料、负极材料、中间的隔膜以及电解液、绝缘片构成。正极材料与负极材料紧紧的卷在一起，就像电容一样一层层的缠绕在一起，层与层之间由隔膜绝缘，外壳起到密封的作用，防止电解液外漏，电池芯整体泡在电解液中。我们再看一下锂电池工作原理:

充电时

锂离子从正极脱出，通过电解液进入到负极板中，此时负极材料富锂，正极材料脱锂，电子的补偿电荷从外电路供给到负极，以确保电荷的平衡。 放电时正好相反，锂离子从负极逸出，经电解液进入到正极内，正极富锂。当电池有异物刺破后，例如针刺。这时候就相当于在电池内部直接把正负极短路，锂电池短路电流非常大，因此会从电池内部开始剧烈的燃烧:

电池刺破

后剧烈燃烧是锂电池固有的缺点，目前比亚迪的铁锂电池做的比较好。

其他的诸如三元锂电池只能从别的地方想办法，例如提升外壳硬度、为电池做一个坚硬的外壳避免电池被异物刺破，降低爆燃的几率。或者想办法把电池装到不容易碰到地方，但是电池组体积非常大 、只能把电池放在底盘上，仍然有被异物刺破、挤压破裂的风险，这也是大多数新能源 汽车 无法回避的一个现实，即使是特斯拉也没有解决的办法。

其实传统燃油车爆炸的几率也是非常低的，虽然汽油是易燃易爆

的危险品，但是现实中很难看到 汽车 因为事故而爆炸的例子。

上图中这种爆炸往往是电影里为了烘托气氛而刻意制造出来的爆炸。 汽车 想要爆炸也很难的，油箱破裂时往往伴随着剧烈燃烧、汽油消耗完毕后也就结束了。

事故导致油箱破损汽油泄露，这时发生爆炸往往都是空气中油气浓度足够高的时候导致的闪爆。但是油箱内燃油有限、户外有足够多的空气，汽油很快就挥发掉或者燃烧掉，空气中油气浓度很难达到闪爆的临界点。所以 汽车 爆炸只发生在电影里，或者战乱地区用炸弹引爆，而现实生活中很难看到 汽车 爆炸！

可以肯定的和你说，新能源 汽车 一定会发生碰撞爆炸。这是毋庸置疑的问题。至于那些说不可能的人，麻烦你们仔细的想一下，只要关于电子产品之类的东西，就一定会爆炸。更何况是 汽车 ，你见过哪款 汽车 不爆炸？我指的是在发生交通事故的时候。

从2018年的数据来看，有超过五辆的新能源 汽车 因为充电而导致爆炸，当然，在我们的日常生活中，无论什么东西充电过多，也会导致爆炸。

在今年的六月份，特斯拉的一辆 汽车 发生了自燃现象，整辆 汽车 烧的只剩下 汽车 的架子，左香并没有人员伤亡。而像特斯拉自然这样的事情发生并不在少数。

在上海有一个特斯拉的客户，将自己的爱车停在地下车库的某一个位置，从监控可以看出，车子是慢慢的开始冒烟，然后开始走火，最后烧的只剩下一副骨架。而 汽车 公司露出官方回应，是这位用户的电池，由于自己的原因，使得电池变形，维修人员没有检查到，导致事故的发生。虽然这些事情都是小概率发生的。但是也会发生。

先说答案：不可能

再说原因

你可以去百度一下关于爆炸的4个前提条件：可燃物、助燃剂、封闭空间、火源

再不考虑新能源车（这里仅限纯EV车，不包括燃料电池）自身的一些防护手段（例如BMS等），就单纯电池自身以及其使用的工作环境而言，封闭环境是一个最难以满足的条件

当电池包装破损，电解液流出，电池发生自燃的时候，由于电池处于一个开放的环境，所以热量不会出现蓄积，所以即便会有明火，但也不会出现因压力增大而爆炸

这个道理同样适用于燃油车，燃油车爆炸的条件也很苛刻，就一个封闭环境就限制住了

大部分车辆自燃的结果就是一把火烧了，出现爆炸的可能性非常低

目前唯一有可能出现爆炸的车，就是包括天然气、氢气（燃料电池）在内的燃气能源动力车

气体压缩本来就是一个封闭且高压的环境，所以一旦出现碰撞破损，压力瞬间释放遇到明火，爆炸是极有可能的

不过目前随着技术的进步，常温常压储存技术也很成熟，所以未来包括氢气在内的大部分燃料电池车都可以做到安全性和普通电动车一样

不可能

近几年能源车起火事故视频让消费者非常紧张，新能源车主担心自己的车容易起火，其它车主也害怕新能源车起火而不敢将自己的车停在旁边，那么到底新能源 汽车 的电池安不安全？ 现阶段采用不同形式动力电池的新能源车都是如何保证电池的安全性的？

两大阵容PK，谁能登顶？

● 常见的三元锂电池形式

目前新能源乘用车主要采用三元锂电池，而传统的磷酸铁锂电池主要是商用车以及一些低端的微型车（比亚迪最新的磷酸铁锂刀片电池暂不讨论）。

将上述表格解读一下：

1、硬壳电芯（方形电芯）的最大优势是安全，毕竟铝合金/不锈钢壳子本身硬，而且厚度大，甚至连针刺试验的钢针都无法刺穿，但是硬壳电池的整包能量密度普遍不高，太多重量被用来保护电芯本身。这是大部分主流新能源车企的选择。

2、软包电芯的本体大家都见过，不少数码产品的电池就是它，软包电芯重量较轻，单体电芯一致性非常好，问题是加上温控系统之后的轻量化优势不多了。目前主要有通用、爱驰、前途等车企选择使用。

3、圆柱电芯的运用最广泛，而且散热好，能量密度较高。除此之外圆柱电芯的供应商特别多，中日美韩都有成熟的圆柱电芯生产企业，而使用圆柱电芯最出名的车企就是特斯拉。

● 锂离子电池的安全性

锂离子电池主要产生的安全性问题就是燃烧甚至爆炸，出现这些问题的根源在于电池内部的热失控。

一般电池的最佳工作温度范围在25℃左右，即使车辆在静置状态，电池也不会完全断电，电池管理系统会根据情况自动调整动力电池的输出功率。当电池包发生不可控的外力撞击或者内部短路时，电芯本身会不断发热，若无法及时将热量控制在合理温度，便会导致由内到外的燃烧。由于锂电池本身自带氧化剂，所以使用干粉或泡沫灭火器隔绝氧气的传统方法对其完全没用，只能用大量的水降温等它自己熄灭。

热失控的源头可以分为三大类：

1、电芯受外力挤压；

2、电芯内部短路；

3、电池管理系统(BMS)失控。

想让电芯不受外力挤压比较容易解决，只要在车体以及电池包的外层设计出有效的防护结构，在车辆发生碰撞的时候就能抗下所有冲击或者在一定程度上缓解冲击，就能很好地避免出现电芯受到外力的挤压。

动力电池普遍安装在乘员舱的正下方， 汽车 原本的结构就能够对前、后方的冲击起到有效的缓冲防护，一些车型甚至还额外进行了加固。例如奔驰的首款纯电动车型EQC就在车头设计了由多条钢管组成的安全笼结构。

而当面对来自侧向的冲击时，除了依靠车辆的B柱以及车身框架作为缓冲之外，电池包外壳的两侧还会额外设计有类似防撞梁的吸能结构，能够抵御对电池包本体的冲击。 但光应付外部的冲击还不够，内部也需要有框架来进行固定，即使冲击已经传到内部，也能保证电芯有足够的“生存空间”。

以蔚来70kWh的电池包为例，采用尺寸规格为PHEV2，容量50Ah的VDA方形电芯，4P96S电芯排列方式，即96颗电芯为一个模组，4个模组组成蔚来电池包，共计384颗方形电芯，每个电池模组内置有3个电芯温度传感器。

液冷恒温系统对纯电动车来说非常重要，蔚来将铝制液冷板铺于模组下，在模组与液冷板之间加入一层导热垫，并在液冷板与壳体底部之间再铺设有隔热和绝缘材料，进一步确保电池整系统的恒温和安全。工作时， 电芯的温度传递到模组与冷板接触的底部，再通过导热垫传给液冷板，液冷板外壁再把热量传导到冷却液，而在电池温度过低时也可以反向给电池加热。

通用旗下别克VELITE6使用的则是软包电池，内部的一片片软包电芯如同扑克牌一样竖直排列在一起。两个软包电芯、一片冷却片，再加上一个模组框架和一片隔热泡棉组成一个完整的“MINI堆垛单元”，而一个电池模块总成由26个“MINI堆垛单元”组成。此外，也可以通过线圈加热冷却液，使电池升温，即使在极端寒冷环境下，也能确保电池处于最适宜的工作温度。

虽然软包电芯的电池一致性相比硬壳要稍差，但可以通过良好的电池热管理系统来解决。而说到这里就不得不提特斯拉了，由数千颗21700锂电池组成的电池包拥有超高的能量密度，散热能力也更强，但过多的单体电池导致一致性非常不理想，这对电池热管理系统是一个不小的挑战，不过这正是特斯拉的强项。

在特斯拉的电池包内，所有圆柱形电池都被灌注水乙二醇的导热铝管所环绕，铝管外还有一层橘黄色的绝缘胶带，更大的散热面积加上强大的电池热管理系统让特斯拉在实际用车中很少因为电池过热出现问题。

过度充电是使用锂电池包方法不当行为中危害最高的一种。由于过量的锂嵌入，锂枝晶会在阳极表面生长，有刺穿SEI膜的风险。其次锂的过度脱嵌也会导致阴极结构因发热和氧释放而崩溃(NCA阴极的氧释放)，并加速电解质的分解，产生大量气体。由于内部压力的增加，排气阀打开，电池开始排气。电芯中的活性物质一旦与空气接触，就会发生剧烈反应，放出大量的热，从而引发锂电池的燃烧起火。

所以好的电池热管理系统同样会设置好最高以及最低电池SOC，并实时监测每个电芯以及模组的电量、温度等，避免过充过放，从源头抑制热失控。一些搭载高容量电池的中高端车型也会选择将部分电量隐藏，例如奥迪e-tron搭载的电池包容量为95kWh，但为了保证充电效率和电池寿命，在正常情况下的可用容量只有83.6kWh。

● 我国电动 汽车 首批强制性标准

即使已经做了如此多的努力，但事实证明我们还是不能100%确保纯电动车不会发生起火事故，但通过电池内部的阻燃材料以及电池热管理系统发出的预警，我们可以尽量将电池从升温到最终燃烧的时间延长。

在5月12日，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了《电动 汽车 安全要求》《电动客车安全要求》和《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》三项标准，计划于2021年1月1日起开始实施。

其中《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》在优化电池单体、模组安全要求的同时，重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求，试验项目涵盖系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等。特别是增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留足够的逃生时间。

您好，很高兴回答您的问题，关于新能源 汽车 碰撞后是否会爆炸的问题没有绝对的答案，但是从概率上分析大概率是不会发生爆炸的。

大家看到过很多新能源 汽车 自燃事件，但据我所知国内还从未发生一起新能源 汽车 碰撞后导致人员死亡的事件，虽然说电池在受到冲压、碰撞、变形后会存在短路自燃的风险，但是电池包的抗击打能力也是非常强的，并且国家对动力电池还有相应的国标，下面看看威马 汽车 的电池包测试。

1、高空跌落

把威马 汽车 电池包直接从 3米的高度跌落到水泥地面上。据说3米大概是一层楼的高度，很多立体车库也差不多这么高，跌落后的电池包，外壳出现了轻微的凹陷，但是除此之外，没有其它异常情况。

既然从3米的高低跌落的电池包没有问题，那好奇实验室就把高度翻倍——提升到了6米。6米的高度大概是两层楼的高度，也是一般高架桥的高度。令人“失望”的是，摔下来的电池包外观仍旧正常，没有起火、没有爆炸，触摸时也没有漏电现象。

2、挤压。

把电池包抵在破碎机的率带上，然后用机械臂进行挤压，将电池包挤压到变形量超过30%的时候停止。据说挤压威马电池包的这台破碎机，平时是用来拆房子的。

挤压后的电池包一侧已经完全塌陷了，而变形最厉害的一面就是电芯所在的位置。虽然被挤得很惨，但是整个电池包也没有漏电的现象。

既然机械臂不行，那就换破碎锤的金属尖头（没错，就是拆房子的时候用的那个很粗的金属头），直接挤压电池的上壳体。挤压过后，电池包凹陷得很厉害，但是仍旧很稳定，没有起火，没有爆炸。

3、浸水 。

搭建了一个泳池，在泳池中倒入粗盐，使得泳池中NaCl浓度高于国标浓度。然后把威马 汽车 电池包直接浸入泳池水中三小时。

车辆在行驶过程中难免会遇到涉水的情况，如果电池包遇到积水，会不会短路起火？观察在盐水中浸泡三小时后吊起的威马 汽车 电池包，发现电池包外壳完好，没有冒烟、起火，也没有漏电的现象。

4、高温灼烧。

在油桶里倒入汽油，点火。然后在火焰燃烧最大的时候，把全新的电池包放在火焰上方烧烤。火势慢慢变大，窜起的大火把电池包完全包在里面，用红外线测温仪测得电池包表面的温度达到了217℃。

150秒后，把电池包移开，底部依然有零星的火焰，待火完全熄灭后，可以看到底部的涂层有些烧化。除此之外，电池包的外形结构依然完好，底部也没有烧穿，也没有出现起火、爆炸的现象。

不论是跌落还是挤压，是水泡还是火烧，经过这样摧残后的威马 汽车 电池包，都没有出现起火、爆炸、漏电的现象，可以说在安全性上是非常的利害了，所以说新能源 汽车 在发生碰撞之后爆炸的可能性非常小。

你担心多了，国家有严格规定

本期精选27项新能源（含新能源 汽车 ）领域的技术成果进行推荐，感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码或点击下方“阅读原文”，进行项目意向登记，我们专业的技术经纪团队将与您联系。

28：高比能锂离子动力电池

29：可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备

30：木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究

31：高性能管桩安全监测评估与防控关键技术

32：向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件

33：超高功率锂离子电池开发

34：海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术

35： 高性能高安全锂离子电池技术

36：350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯

37：MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池

38：变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋

39：新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用

40：基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用

41：质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备

42：高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化

43：磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用

44：快充低温锂金属电池

45：脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力 PEM 制氢系统

46：有机固废高值化利用技术平台

47：太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电装置

48：低成本太阳能热电互补高效空调系统应用

49：新能源工程车辆能量管理专用实验平台

50：宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用

51：环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制

52：硫化物固体电解质及其固态动力锂电池

53：新型高功率储能技术——锂离子电容器

54：柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑

28： 高比能锂离子动力电池

1 基本信息

2 简介

本项目针对提升高镍三元正极材料能量密度的问题，研究了合成条件、改性工艺对材料晶体结构和性能的影响，突破了高镍三元正极材料制备和改性等关键技术，开发出满足新一代动力电池要求的高镍三元正极材料，且材料性能优异，处于国际先进水平。为了实现规模化生产，解决了工程化难题，创新地采用了具有成本优势的工艺路线，建成了年产超过1500吨的高镍三元正极材料的生产线，实现了高镍三元正极材料的产业化，产品成功应用于宝马、大众、东风、蔚来、奔驰、吉利、小鹏等国内外知名整车企业，打破了国外企业对高镍三元正极材料的垄断。并扩建了更高标准的年产2万吨高镍三元正极材料生产线，推动了设备制造商和上下游企业的发展，规模化生产后，预计每年将创造30亿元以上的产值。

29： 可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备

1 基本信息

2 简介

本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标，从残余应力调控角度出发，聚焦晶格一致性研究，通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态，通过双齿配位仿生分子修饰消除薄膜表面应力累积，结合物理封装策略，实现低铅泄露模组的印刷制备。

30： 木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究

1 基本信息

2 简介

本项目基于对木质纤维素及其衍生物结构特点和航油分子构效关系的充分认识，创新以木质纤维素为原料制备高密度高热安定航油的高度集成的新技术，为高性能航空燃料提供新制备途径，进而为先进航空航天发动机提供高性能燃料，为现有航油提供高性能调和组分。项目拟开发木质纤维素定向转化制备多环烷烃燃油组分的核心工艺，包括：（半）纤维素水热转化制备呋喃醛并分离木质素，木质素一步水热解聚加氢脱氧制取芳烃、酚类、环醇和单环烷烃，木质素纤维素衍生物（呋喃醛、环醇、环酮及单环烷烃）共转化制取联环烷烃、稠环烷烃等多环烷烃，以及生物航油的调控调配等。

31： 高性能管桩安全监测评估与防控关键技术

1 基本信息

2 简介

项目围绕“高性能管桩安全监测评估与防控”这一难题，经过10 余年的 科技 攻关和工程实践，建立了集理论研究、工艺研发、产品制备、标准制定、工程应用于一体的技术体系，主要核心成果包括：先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩、基于分布式光纤神经传感胶带的桩身应力实时监测技术、高性能管桩长期稳定性机理与应用关键技术、桩基础病险演变评估与治理体系研发与应用关键技术，实现了多学科交叉和产学研结合。

32： 向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件

1 基本信息

2 简介

本项目所涉及到的关键技术主要包括集成器件所需材料的选择与制备工艺：具体为集光器荧光材料、钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料、电极材料的筛选与制备；钙钛矿太阳能电池的制备；太阳能集光器的制备；钙钛矿太阳能电池与太阳能集光器集成器件的制备；具体技术指标为：不透明钙钛矿太阳能电池的光电转换效率 22%（小面积1*1 cm 2 ）， 17%（5*5 cm 2 ）, 15% （10*10 cm 2 ），光照1000小时后（光照条件：室温25 ， AM1.5G，光强1000W/ m 2 ），效率衰减 10%。不透明集成 器件的性能指标：集成器件光电转换效率较钙钛矿太阳能电池效率提升 6%。半透明集成器件的指标：在可见光区域透明度做到30%-70%可控可调，光电转换效率 8%。

33： 超高功率锂离子电池开发

1 基本信息

2 简介

本项目结合市场需求，开展超高功率高能量密度锂离子储能器件设计、制造等研究，发挥锂离子储能器件高能量密度的优势，突破锂离子储能器件瞬时充放电能力，提升功率密度，实现锂离子储能器件高功率密度，并兼具高能量密度、高安全性和长循环寿命以及低成本，形成具有自主知识产权的技术体系。

34： 海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术

1 基本信息

2 简介

本项目拟研发出一种基于机械和电气特征量的海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术，以期实现对海上风机的局部放电和绝缘状态的实时监控。该技术旨在绝缘发生明显劣化及局部放电现象产生之前监测其潜伏性故障，并在上述现象发生后对绝缘状态进行持续监测,进而对局部放电严重程度和绝缘状态做出定性诊断。这一研究成果不仅能为海上风机的维护检修方案提供可靠依据，降低事故发生概率，而且可有效减少盲目的停机检修，提高海上风机的可靠性与经济性。

35： 高性能高安全锂离子电池技术

1 基本信息

2 简介

本项目以国家和 社会 对高性能、高安全锂离子电池技术的重大需求为牵引，在微电子学、电化学和材料科学等多学科交叉融合的基础上，分别从“高比能硅负极材料表界面改性”与“基于EIS监测的新型电源管理芯片” 两大前沿技术开展研究，并取得了重要突破。本项目开发了微米硅/碳纳米管复合负极，通过简单低成本且可规模化生产的工艺构筑了高效且能适应Si负极的体积膨胀的柔性CNT导电网络及碳钝化层，降低了MSi颗粒的体电阻与颗粒之间的电阻，限制MSi的粉碎化。与传统的微米硅/碳复合负极(400 Ω m)相比，该复合材料的体积电阻率(157 Ω m)显著降低，可逆比容量为 2533 mAh/g，初始库仑效率为89.07%，在2A/g循环1000次时，可逆比容量超过840mAh/g。

36： 350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯

1 基本信息

2 简介

本项目所采用的正极材料为项目组自主研发的、具有独立知识产权的高比容量、低 成本富锂锰基正极材料。该正极材料采用全新的材料改性技术，包括材料优势晶面调控、 快离子导体包覆、超薄尖晶石异质相包覆等关键技术，使得项目组研发的富锂锰基正极材料的比容量高达260mAh/g，循环寿命长达500周，循环100周压降可控制在0.1V以下。基于此，项目组现已获得核心发明专利3项（均已授权），发表高水平学术论文5篇，此外项目组已与宜宾某公司建立合作，致力于该类正极材料的量产放大及产业孵化。

本项目致力于研发一款高比能、低成本、智能动力电芯，所 采用的智能传感器基于项目组自主研发的石墨烯基应力应变传感器和铜基温度传感器。研发的石墨烯基应力应变传感器具有大的工作范围和优异的灵敏度。研发的铜基温度传感器采用超薄超小尺寸的铜-康铜热电偶，同时具备高精度和宽监测窗口特点，并且对电池性能和比能量几乎不产生影响。本项目将应力应变传感器、温度传感器采用嵌入式技术植入电芯内部，可实时监测电芯充放电状态、电池安全状态、电芯温升等，通过外接电子信息处理系统实时、准确评估电芯的运行参数。基于此，项目组现已申请中国发明专利2项，发表高水平学术论文1篇。

37： MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池

1 基本信息

2 简介

本项目基于已有的研究成果，拟使用金属有机框架（MOF）作为电解液添加剂，利用其表面丰富的活性亲锂位点，调控锂沉积过程，消除锂枝晶。优化材料合成、电解液组成和电池组装参数，以适应规模化生产的需求，推进高能量密度锂金属全电池的实用化进程。主要面向无人机、动力外骨骼和 汽车 动力电池等高能量密度应用场景，突破现有的储能电池续航瓶颈，提升电池安全性，具有广阔的市场空间。

38： 变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋

1 基本信息

2 简介

本项目将开发一种新型有机固废热化学处置技术，可实现高纯度H2和CO在不同温度区自分离生成，H2和CO可根据后续化工合成过程所需任意比例自由混合，为有机固废资 源化和能源化与现有化工过程无缝衔接提供便利。此外，该技术还具有以下优点：可彻底杀灭有机固废中致病病原体和有毒有害有机物，大幅减少约50-90%有机固废的体积；还可对有机固废的内在能量进行回收利用，将有机固废中的有机组分转化为可控H2/CO比例合成气；同时反应后剩余的富含无机组分残渣仍可进行资源化利用于水泥窑协同处 置和制作建筑材料等。

39： 新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用

1 基本信息

2 简介

本项目设计面向复杂应用场景的新能源无线供电系统，开发满足源-储-荷高效协同和不确定环境下系统稳定工作的自适应切换技术，实现电能稳定高效传输。

40： 基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用

1 基本信息

2 简介

本项目提出的发电机采用无叶片式设计，结构简单，维护成本较低，不存在以往涡轮机械容易受到海水腐蚀、影响海湾水动力、容易破坏沿岸海洋生态系统等问题。发电机配有多单元往复式电磁感应发电机，大大提高了发电效率。是一种能够提供稳定、高效电能的新型的发电方式。

41： 质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备

1 基本信息

2 简介

本项目依托于兰州大学有色金属化学与资源利用重点实验室，合作导师为严纯华院士，围绕高效、稳定、廉价阳极酸性析氧催化剂的控制合成开展研究工作；旨在构筑系列界面异质结构酸性析氧催化剂；以“界面控制”法为主导，结合“固-液”、“固-固”和“固-气”界面辅助手段，实现界面异质结构酸性析氧催化剂的控制 合成；进一步通过配位替换、晶格掺杂、缺陷填充等策略，提升界面异质结构酸性析氧 催化剂的活性和稳定性；此外，结合原位表征技术实现对合成和催化过程的原位监测， 为催化剂的结构优化和性能提升提供坚实的实验数据，建立界面异质结构酸性析氧催化 剂结构和性能之间的构效关系；对质子交换膜电解水制氢的发展具有重要的科学意义。

42： 高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化

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2 简介

为了提高高功率密度轴向磁通永磁电机的散热能力，本项目首先在特殊的定子架中分别设计了两种新颖的水冷结构。第一种是轴向内外循环水冷结构，第二种是槽内内外循环水冷结构。通过合理的等效与假设，建立了两种水冷结构的三维模型，并且基于流固耦合进行仿真分析。通过对比两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积，选择槽内内外循环水冷结构作为电机的冷却系统。并且将基于流固耦合对两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积进行分析对比，从而确定双转子单定子AFPM电机最有效的冷却结构，为AFPM电机的冷却结构设计及电磁方案优化提供了参考依据。

43： 磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用

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本项目从成本与环保的角度开发了一种便捷的锂离子电池材料回收工艺。在锂电池材料回收的过程中不涉及强酸、强碱的消耗，不产生硫酸钠等副产物；其次在回收的过程中，废旧磷酸铁锂材料能够与铝箔彻底分离，节省了后续的除杂步骤工序简单；最后相对于传统的拆解与回收技术，本技术能够节省成本在40%以上，经济效益潜力巨大，同时能够充分释放旧动力电池的残值促进动力电池的 健康 发展。

44： 快充低温锂金属电池

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锂金属电池结构与锂离子电池相似，但消除了低容量和低压实密度的负极活性材料的使用。因此，相同重量和体积的锂金属电池比传统电池储存的能量可以提升40%以上，并大大节省电池制备成本。我们设计的锂金属电池与目前国内和国际市场通用的锂离子电池相比有以下优势：

1）成本优势，消除了负极的用料成本；

2）更高的能量密度，国内目前电池单体的能量密度依然 300Wh/kg，我们的电池单体能量密度 350Wh/kg；

3）更快的充电速度，Tesla公司的快速充电技术，20min可以充

进50%电量，我们的电芯快充时间：0-80%SOC 15min；

4）更低的运行温度，普通锂离子电池的最低温度极限为-20 ， 我们设计的锂金属电池最低放电温度可达到-90 ，最低充电温度可到-70 。

45： 脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力PEM 制氢系统

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本项目组针对国家发布的氢能战略，迅速开展PEM制氢相关研究，目前已掌握了电解槽结构设计方法、面向设计和开发的集成建模和优化技术，现已成功开发出面向生活和工业场景（加氢站、制氢需求的钢铁、冶金和化工等）的低中高压（0.1-10mpa）全范围PEM制氢系统（实验室级别）。在低压运行时，极大提高系统的功率密度；在高压运行时，可取消一级或二级压缩，减少压缩机运维成本。

46： 有机固废高值化利用技术平台

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本项目根据不同有机固废不同的理化性质，以氧消化和水热转化技术为基础，开发出了实现其高值化利用的不同技术路线和不同的工艺，实现了有机固废的减量化、无害化处理，以及高附加值产品的制备。该项目可以实现有机固废的完全资源化再利用，具有很好的 社会 效益、环境效益和经济效益。

47： 太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电 装置

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本项目提出太阳能光谱分频与余光汇聚辐射再调节耦合的光能梯级发电系统，旨在研究其基本科学原理及关键技术，并建成相应的示范装置。本项目积极响应国家“碳达峰，碳中和”的政策，聚焦太阳能的有序高效转化，旨在开发新型的太阳能高效转化技术装置。

48： 低成本太阳能热电互补高效空调系统应用

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本项目研发的“低成本太阳能热电互补高效空调系统”由太阳能集热子系统、喷射式制冷子系统和压缩式热泵子系统三部分组成。

49： 新能源工程车辆能量管理专用实验平台

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2 简介

本项目以绿色矿山战略理念为引领，聚焦新能源工程车辆能量管理技术的发展需求，针对目前市场对新能源工程车辆能量管理实验产品的市场空白，开发面向新能源工程车辆的专用能量管理实验平台，为研究开发先进能量管理技术提供有效验证、分析及测试条件。

50： 宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用

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本项目的总体目标是以低碳能源系统宽频域运行形态衍变为契机，以宽频信息感知为视角，开展宽频带复杂信号精细化实时感知技术研究，研发面向新能源电力系统的宽频带信息感知技术、装备与 探索 平台，并 探索 技术成果在生命科学、深海探测、航空航天等多个重大领域的拓展应用潜力。

51： 环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制 1 基本信息

2 简介

本项目依托于深圳大学、广东省光电子器件与系统重点实验室和深圳市先进与薄膜应用重点实验室的研究平台，面向国家对新型高效低成本光伏发电技术集中攻关的重大战略需求，开展真正环境友好型（区别于现存高能耗硅基电池，涉及贵金属铜铟镓硒太阳电池和含铅钙钛矿太阳电池等非环境友好型太阳电池技术）硒化锑薄膜太阳电池研制及其应用研究工作。

52： 硫化物固体电解质及其固态动力锂电池

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项目针对液态锂离子电池存在的比容量低、安全性和循环寿命有待提高等问题，研发高安全性、高容量、长寿命固态锂电池，解决制备硫化物固体电解质材料与全固态电池存在的离子电导率偏低、一致性较差、对湿度过于敏感、无法量产、与正负极材料接触不稳定、正极容量释放差、库伦效率低下、长循环性能差等难题，突破由实验室研究到产业化生产的系列关键技术。

53： 新型高功率储能技术——锂离子电容器

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中国科学院电工研究所经过多年的理论创新与技术积累，自主研发的新型高功率电化学储能技术——锂离子电容器，具有低成本、长寿命、高安全、兼具高功率密度和高能量密度等优势。

54： 柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑

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本项目创新性地提出了本征自愈固态电解质双涂层愈合界面构筑策略，通过“自愈固态电解质”来构筑“固固一体化界面”，就能取长补短，有望满足构筑柔性锂电池电解质/电极界面的各项技术需求。申请人将正负极片表面涂覆具有可逆自愈功能的固态电解质涂层，进行微界面完全浸润以及一体化融合，然后将预制备的固态电解质膜与涂层紧密贴合，并进行热压诱导，利用聚合物涂层与电解质膜中大量存在的多重自互补氢键系统，促使层间界面愈合，从而达到构筑高稳定性、可自修复、一体化的电极/电解质界面的目的。

【太平洋汽车网】新能源汽车可以随时充电，对于绝大多数新能源汽车而言，在充电的时候，是可以在车内用电的。只是此时如果使用空调等大功率电器，将会使充电功率下降，从而使充电时间延长，影响其他车辆充电。因此，从资源占有的角度出发，不提倡新能源汽车用户在充电时坐进车内用电。

新能源电动汽车充电时间分析续航里程是电动汽车的核心指标。为了提升续航里程，工程师们想出了各种方法，比如减重，比如减小风阻。但是这些方法都只是锦上添花，要让电动汽车跑得更远，最根本的途径还是增加电池的容量。

事实上，充电时坐车内用电，对动力电池也会产生一定的不良影响。

新能源汽车动力电池属于锂离子电池，它是一种化学电池，以化学反应的方式来实现充放电。在充电时，电池内部的锂离子从正极脱嵌后，经过电解质穿过电池隔膜嵌入负极，使附近处于富锂状态；放电时则正好相反。

电池在充放电的时候，是会产生热量的，而且充放电的电流越大，产生的热量越多。由于车载空调等电器的功率较高，所以只能从动力电池取电。新能源汽车充电时，电池内部温度本身就已逐步上升了，此时电池还要承担放电任务，电池内部温度上升的幅度将会加快。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源汽车靠动力电池提供能源，这属于纯电动或者混合动力汽车，那么在日常中电池的维护保养主要要注意以下几点：车辆电池尽量浅冲浅放当电池电量接近30%，是应立即充电，以提高电池的使用寿命；纯电动汽车在冬季低温行驶后，应立即充电；车辆长期停放时，应保持电池有百分之50到80%的电量，将12伏低压电源线断开，每2到3月至少对电池进行一次充放电；非专业维修人员绝对不要自行拆卸，调整，安装和改装纯电动汽车；按照保养规定里程进行定期保养。