高比能超級(jí)電容電池致密能源器件基礎(chǔ)問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目建議書(shū)(參考版)
2025-01-11 12:11本頁(yè)面
【正文】 序號(hào) 姓名 年齡 學(xué)歷 職稱(chēng) 專(zhuān)業(yè) 1 吳孟強(qiáng) 44 博士 教授 新能源材料與器件 2 張震華 38 博士 教授 新能源材料與器件 3 廖家軒 48 博士 研究員 材料物理與化學(xué) 4 馮婷婷 28 博士 講師 新能源材料與器件 5 鞏 峰 27 博士 講師 新能源材料與器件 6 劉文龍 32 博士 特聘副研究員 新能源材料 中心顧問(wèn)： 陳 艾，電子科技大學(xué)教授 張樹(shù)人，電子科技大學(xué)教授 Liya Wang, 電子科技大學(xué)兼職教授，美國(guó) Graphene 公司技術(shù)總監(jiān) Gee Chen，倫敦大學(xué)帝國(guó)理工學(xué)院博士，英國(guó)諾丁漢大學(xué)教授 王紹榮，日本橫濱國(guó)立大學(xué)博士，中科院上海硅酸鹽研究所研究員 Dan Li，電子科技大學(xué)博士，澳大利亞 Monash 大學(xué)教授 Grame Snook，澳大利亞 Monash 大學(xué)博士， CSIRO 能源技術(shù)中心 研究員 。 五、 研究隊(duì)伍 中心現(xiàn)有 專(zhuān)職 教授 3 人、講師 2 人、博士后 1 人，博士和碩士研究生 近 20 人， 國(guó)際 化 顧問(wèn) 專(zhuān)家數(shù)人 。 中心 于2022 年 6 月 牽頭組建了我省唯一一個(gè)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新聯(lián)盟 “國(guó)家新型儲(chǔ)能電池及材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 ”，搭接在全國(guó)儲(chǔ)能電池及材料的科技 創(chuàng)新資源平臺(tái)上，積極介入重大科技攻關(guān)計(jì)劃的籌劃工作。 中心 現(xiàn) 擁有一只具有國(guó)際化視野的人才隊(duì)伍，團(tuán)隊(duì)具有物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)、電力電子等多學(xué)科背景，研究聚焦于電能量轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)技術(shù)，著力打造 “5A”級(jí)的科研生態(tài)鏈，即先進(jìn)的材料設(shè)計(jì)技術(shù) 先進(jìn)的材料加工技術(shù) 先進(jìn)的器件設(shè)計(jì)與組裝技術(shù) 先進(jìn)的測(cè)控技術(shù) 先進(jìn)的系統(tǒng)集成技術(shù)，致力于解決電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電源和可再生能源發(fā)電 12 儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和核心技術(shù)難點(diǎn)。 在人才培養(yǎng)與基地建設(shè)方面， 為助推電子科技大學(xué)電能源學(xué)科的發(fā)展， 2022年 1月 已 成立了先進(jìn)電能源技術(shù)研究中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng) “中心 ”）。 四、 預(yù)期目標(biāo) 本項(xiàng)目圍繞新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)和軍用武器裝備的驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)對(duì)高比功率、高比能量致密復(fù)合能源器件的需求， 本項(xiàng)目 創(chuàng)新性地提出 研究 的 鋰離子電池 /超級(jí)電容復(fù)合致密能源器件能夠同時(shí)具有高比能 量和高比功率、長(zhǎng)循環(huán)壽命特性，它填補(bǔ)了超級(jí)電容器和鋰二次 11 電池的中間空白，將二者的優(yōu)點(diǎn)很好地結(jié)合起來(lái)，代表著致密能源 器件的發(fā)展方向。 （ 5） 研究新型電解質(zhì)體系和高效封裝技術(shù) 通過(guò)電極材料嵌 /突鋰離子的相結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)等變化研究，對(duì)不同的電極體系研究有利用增強(qiáng)鋰離子存儲(chǔ)容量和離子傳輸速率的電解質(zhì)體系及電極 /電解質(zhì)配伍 體系；通過(guò)器件老化失效的測(cè)試分析與解剖研究，揭示器件老化失效機(jī)制，從而開(kāi)發(fā)出高效的器件封裝技術(shù)。研究工藝條件與納米復(fù)合材料的相組成、金屬氧化物的金屬離子價(jià)態(tài)與空間分布、微觀結(jié)構(gòu)、相界面行為等特性之間的關(guān)系；研究納米復(fù)合材料的電學(xué)、電化學(xué)性能對(duì)納米復(fù)合材料的組成（氧化物 /碳的質(zhì)量、體積比）及空間分布、嵌鋰過(guò)渡賤金屬氧化物覆蓋率、微結(jié)構(gòu)與相界面的依賴(lài)關(guān)系；研究納米復(fù)合物的組成、理化特性（如表面形貌和微結(jié)構(gòu)、比表面積、孔尺寸及分布等）與電學(xué)、電化學(xué)性能的關(guān)系。 研究工藝條件與納米復(fù)合材料的相組成、金屬氧化物的 金屬離子價(jià)態(tài)與空間分布、微觀結(jié)構(gòu)、相界面行為等特性之間的關(guān)系；研究納米復(fù)合材料的電學(xué)、電化學(xué)性能對(duì)納米復(fù)合材料的組成（氧化物 /碳的質(zhì)量、體積比）及空間分布、嵌鋰過(guò)渡賤金屬氧化物覆蓋率、微結(jié)構(gòu)與相界面的依賴(lài)關(guān)系；研究納米復(fù)合物的組成、理化特性（如表面形貌和微結(jié)構(gòu)、比表面積、孔尺寸及分布等）與電學(xué)、電化學(xué)性能的關(guān)系。 主要研究?jī)?nèi)容 （ 1） 高性能新型碳 基納米 材料的改性研究 包括具有大的比表面 積、高比容、合適的孔分布、高電導(dǎo)率和高密度的超級(jí)活性碳微球材料、 碳纖維表面納米結(jié)構(gòu)化的活化改性 、石墨烯功能化等，深入研究高性能新型碳基納米材料的 特性、活化 、功能化 工藝條件對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能影響。 9 （ 3） 功率和儲(chǔ)能容量連續(xù)可調(diào) 的機(jī)制與實(shí)現(xiàn)途徑 研究電容單元與電池單元的內(nèi)在物理協(xié)同機(jī)制，從電極的配方組成、介觀特性等解析電荷存儲(chǔ)的“電容式”或“電池式”邊界條件及相互耦合 規(guī)律、轉(zhuǎn)化條件，從而獲得實(shí)現(xiàn)功率和儲(chǔ)能容量連續(xù)可調(diào)的電極配方特性和工藝實(shí)現(xiàn)途徑。 三、 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和主要研究?jī)?nèi)容 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 （ 1） 電荷存儲(chǔ) 新機(jī)制 探索 在“ 電容式” 二維 電荷 存儲(chǔ) 和“電池式”三維電荷存儲(chǔ)的機(jī)制、邊界特性及“準(zhǔn)二維”或“準(zhǔn)三維”的條件和轉(zhuǎn)換機(jī)制，從而揭示出高功率密度和高能量密度的物理機(jī)制及與電極活性物質(zhì)的介觀特性的相關(guān)性。 通過(guò)本 項(xiàng)目的研究， 從 電荷存儲(chǔ) 科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、 致密能源器件 工程技術(shù)問(wèn)題的解決等方面 獲得 高比能超級(jí)電容電池技術(shù) 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)， 對(duì)我國(guó)未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)的理論和方法、致密能源器件技術(shù)的提升，及與相關(guān)系統(tǒng)、整機(jī)性能的提升具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。可以預(yù)見(jiàn)，隨著電極材料組成、微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究的深入，從原理出發(fā)設(shè)計(jì)、制備出各種結(jié)構(gòu)規(guī)整或摻雜復(fù)合的納米電極材料，將有效地提高儲(chǔ)能器件的綜合性能
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