一、技術(shù)內(nèi)容
本項目圍繞鋰離子電池、鈉離子電池及混合型超級電容器三大方向，貫通材料、器件與系統(tǒng)層級，實現(xiàn)了全鏈條技術(shù)創(chuàng)新。
1.鋰離子電池方向。（1）材料層面，正極針對再生磷酸鐵鋰材料，開發(fā)了晶格定量補鋰、表面缺陷位點精準定位及快離子導(dǎo)體包覆層修復(fù)技術(shù)，兼顧降本及性能優(yōu)化；負極研究了500℃-700℃半煅處理一體化石墨技術(shù)，既大幅降低制造成本，同時提升材料循環(huán)性能；電解液采用界面自修復(fù)技術(shù)與剛性SEI膜方案，通過分布式注液，提升電池循環(huán)過程界面穩(wěn)定性。（2）器件結(jié)構(gòu)，基于MEMS工藝的高精度雙拱形防爆閥的創(chuàng)新設(shè)計，提高抗沖擊能力和爆破精度，采用PFA注塑一體化封圈技術(shù)，提升產(chǎn)品安全可靠性。（3）工藝設(shè)計，開發(fā)厚涂覆極片與均離子傳輸通道技術(shù)，提升單位面積敷料量，降低成本的同時，提高能量密度，保證電極動力學(xué)性能。（4）電芯上，基于上述開發(fā)的技術(shù)，研制了高安全、長壽命、低成本的磷酸鐵鋰儲能電芯（能量密度≥178Wh/kg，0.5C循環(huán)壽命≥12000次，安全性能高于GB/T 36276-2023要求）。
2.鈉離子電池方向。（1）材料層面，正極開發(fā)了晶格摻雜耦合多層梯度包覆技術(shù)的層狀氧化物材料，構(gòu)建從體相到界面的立體防護體系，提升材料的空氣穩(wěn)定性和循環(huán)性能；負極硬碳提出了“多微波場耦合激發(fā)-離子極化協(xié)同刻蝕”的硬碳可控制備方法，利用離子極化效應(yīng)對碳骨架進行選擇性刻蝕，一步法在硬碳材料表面原位形成“親鈉保液層”，實現(xiàn)儲鈉空間結(jié)構(gòu)構(gòu)筑，提升可逆嵌鈉容量與材料動力學(xué)；電解液采用NaFSI+NaPF6復(fù)合鈉鹽設(shè)計，搭配低粘度溶劑及酸酐類物質(zhì)，降低傳送阻抗，抑制高溫老化計循環(huán)過程產(chǎn)氣。（2）工藝層面，解決了層狀氧化物+硬碳體系在勻漿、涂布等關(guān)鍵工序的工藝問題；探究不同N/P比設(shè)計對于鈉離子電池電化學(xué)性能影響，輸出兼顧電池能量密和性能的N/P比設(shè)計。（3）電芯上，研制了能量密度≥140Wh/kg，1C循環(huán)壽命≥5000次，安全性能符合GB/T 38031-2020要求，量產(chǎn)成本≤0.3816元/Wh的鈉離子單體電芯。（4）模組層面，開發(fā)了鈉電模組，其通過高精度BMS實現(xiàn)多級保護與瞬態(tài)防護，安全性顯著提升。
3.混合型超級電容器方向。（1）材料層面，“異質(zhì)多穩(wěn)態(tài)界面調(diào)控”與“選擇性溶劑化離子簇電解液”協(xié)同構(gòu)建了高電壓、寬溫域、長壽命的電解液技術(shù)；“三明治”正極構(gòu)型的電池-電容雙材料電極結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)高能量、高功率與長壽命的協(xié)同提升。（2）器件層面，創(chuàng)新圓柱形結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化導(dǎo)流散熱路徑，降低單體內(nèi)阻，提高安全性能；優(yōu)化非對稱型超級電容器的電極制備、卷繞、注液等關(guān)鍵工藝，提升單體性能和一致性；（3）電容器上，研制的混合型超級電容器單體，能量密度75~78Wh/kg（172~173Wh/L），充電倍率15C，放電倍率極限能達到50C，循環(huán)30000次保持率95%。（4）系統(tǒng)層面，開發(fā)5MW/560kWh儲能系統(tǒng)方案，集成電容管理系統(tǒng)（CMS）、液冷熱管理及消防系統(tǒng)，支持多能源接入與電網(wǎng)互動，系統(tǒng)成本≤0.3782元/W。
二、知識產(chǎn)權(quán)情況
本項目形成了完善的知識產(chǎn)權(quán)保護體系，累計獲授權(quán)發(fā)明專利2件，實用新型專利8件；受理發(fā)明專利10件，實用新型專利4件；制定企業(yè)標準1件，參與編制行標1件，參與編制國標1件。
三、應(yīng)用推廣與效益
1.應(yīng)用推廣。本項目研制并量產(chǎn)的314Ah儲能電芯產(chǎn)品，在寧夏中能建投沙坡頭區(qū)的牧光儲一體化（一期）項目中實現(xiàn)了應(yīng)用。項目名稱為《中能建投沙坡頭區(qū)麥垛山一期220MW/880MWh電網(wǎng)側(cè)共享儲能項目(危廢品庫、輔助用房)》。該項目于2025年5月31日在寧夏中衛(wèi)沙坡頭麥垛山儲能電站并網(wǎng)成功；6月13日完成首次充放電，電站運行至今，根據(jù)后臺數(shù)據(jù)顯示，電芯一致性良好，單體電芯壓差最大160mV，壓差最小70mV，絕大部分集中在80-100mV。
2.經(jīng)濟效益。本項目研制的高安全、長壽命、低成本磷酸鐵鋰儲能電池已投入使用，截止目前，已先后簽訂訂單超0.6億元，出貨210MWh。正在規(guī)劃建設(shè)的產(chǎn)能達70GWh，項目全部達產(chǎn)后預(yù)估年銷售收入超200億元，毛利潤超20億元，經(jīng)濟效益顯著。
3.社會效益。新型電化學(xué)儲能電芯核心材料和裝備研發(fā)項目成果，對構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的能源體系，促進降碳減排，支撐以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)具有較高的價值和意義。
1.深圳市貝特瑞新能源技術(shù)研究院有限公司 2.深圳清華大學(xué)研究院 3.安瑞創(chuàng)新（廈門）能源有限公司 4.鎮(zhèn)江華東電力設(shè)備制造廠有限公司
1.李海軍 2.齊增安 3.方 晉 4.王安琳 5.王 臣 6.邢福逸 7.云一峰 8.徐德雷 9.賀鵬程 10.徐 凱 11.張敬偉 12.劉熙林 13.羅旭芳 14.裴 斧 15.譚恒鋒 16.姚 峰
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評價單位： |
中國民營科技促進會 |
報告編號： |
202501003128 |
評價日期： |
2025-12-13 |
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組織單位： |
中國民營科技促進會科技成果轉(zhuǎn)化辦公室 |
項目負責： |
雷智旺、李育春 |
成果管理： |
13681439210 |
一、提供的資料齊全、完整，符合評價要求。
二、該項目圍繞鋰離子電池、鈉離子電池及混合型超級電容器三大方向，形成了從材料到系統(tǒng)的全鏈條創(chuàng)新體系，取得了一系列具有顯著創(chuàng)新性與先進性的成果：
1.鋰離子電池方面：正極開發(fā)了晶格定量補鋰、表面缺陷精準修復(fù)的再生磷酸鐵鋰材料，負極采用500–700℃半煅處理一體化石墨技術(shù)，實現(xiàn)降本增效；結(jié)構(gòu)件創(chuàng)新設(shè)計高精度雙拱形防爆閥，提升安全性。最終研制的磷酸鐵鋰儲能電芯循環(huán)壽命≥12000次（0.5C），安全性能高于國標要求。
2.鈉離子電池方面：正極采用晶格摻雜與梯度包覆技術(shù)，負極提出“多微波場耦合激發(fā)-離子極化協(xié)同刻蝕”方法，一步法構(gòu)建“親鈉保液層”。所研制單體電芯能量密度≥140Wh/kg，循環(huán)壽命≥5000次（1C），成本≤0.38元/Wh，安全符合國家標準。
3.混合型超級電容器方面：通過“異質(zhì)多穩(wěn)態(tài)界面調(diào)控”與“選擇性溶劑化離子簇電解液”協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)能量密度75–78Wh/kg、充電倍率15C、放電倍率可達50C、循環(huán)30000次容量保持率95%的高性能單體。
4.項目獲授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型8項，受理發(fā)明和新型專利14項，制定企標1項、參與行標與國標各1項。
5.項目支持新能源消納與減碳，服務(wù)“雙碳”目標與能源安全，拓展了鈉電與超級電容在高功率、極端環(huán)境下的應(yīng)用，為混合儲能模式提供支撐。
評價委員會一致認為：該項目整體達到國際先進水平。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
| 趙金保 |
廈門大學(xué) |
正高 | 電化學(xué) |
| 陳嘉嘉 |
福建能源材料科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新實驗室 |
正高 | 能源材料 |
| 路 密 |
廈門理工學(xué)院 |
正高 | 電化學(xué) |
| 陳慧鑫 |
中國科學(xué)院海西研究院 |
正高 | 電化學(xué) |
| 林建明 |
華僑大學(xué) |
正高 | 能源材料 |
| 趙慶賀 |
福建師范大學(xué) |
正高 | 能源材料 |
| 童長青 |
龍巖學(xué)院 |
正高 | 分析化學(xué) |
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