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一、技術(shù)內(nèi)容
本項(xiàng)目圍繞鋰離子電池、鈉離子電池及混合型超級(jí)電容器三大方向，貫通材料、器件與系統(tǒng)層級(jí)，實(shí)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(duì)再生磷酸鐵鋰材料，開(kāi)發(fā)了晶格定量補(bǔ)鋰、表面缺陷位點(diǎn)精準(zhǔn)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(fù)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(shí)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(guò)分布式注液，提升電池循環(huán)過(guò)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(jì)，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(jì)，開(kāi)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(shí)，提高能量密度，保證電極動(dòng)力學(xué)性能。（4）電芯上，基于上述開(kāi)發(fā)的技術(shù)，研制了高安全、長(zhǎng)壽命、低成本的磷酸鐵鋰儲(chǔ)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(kāi)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(hù)體系，提升材料的空氣穩(wěn)定性和循環(huán)性能；負(fù)極硬碳提出了“多微波場(chǎng)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(duì)碳骨架進(jìn)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(shí)現(xiàn)儲(chǔ)鈉空間結(jié)構(gòu)構(gòu)筑，提升可逆嵌鈉容量與材料動(dòng)力學(xué)；電解液采用NaFSI+NaPF6復(fù)合鈉鹽設(shè)計(jì)，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(jì)循環(huán)過(guò)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(wèn)題；探究不同N/P比設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)。（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(kāi)發(fā)了鈉電模組，其通過(guò)高精度BMS實(shí)現(xiàn)多級(jí)保護(hù)與瞬態(tài)防護(hù)，安全性顯著提升。
3.混合型超級(jí)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(zhǎng)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(jì)，實(shí)現(xiàn)高能量、高功率與長(zhǎng)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(jì)，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(duì)稱型超級(jí)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(jí)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(dá)到50C，循環(huán)30000次保持率95%。（4）系統(tǒng)層面，開(kāi)發(fā)5MW/560kWh儲(chǔ)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(dòng)，系統(tǒng)成本≤0.3782元/W。
二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況
本項(xiàng)目形成了完善的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，累計(jì)獲授權(quán)發(fā)明專利2件，實(shí)用新型專利8件；受理發(fā)明專利10件，實(shí)用新型專利4件；制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1件，參與編制行標(biāo)1件，參與編制國(guó)標(biāo)1件。
三、應(yīng)用推廣與效益
1.應(yīng)用推廣。本項(xiàng)目研制并量產(chǎn)的314Ah儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品，在寧夏中能建投沙坡頭區(qū)的牧光儲(chǔ)一體化（一期）項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。項(xiàng)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(chǔ)能項(xiàng)目(危廢品庫(kù)、輔助用房)》。該項(xiàng)目于2025年5月31日在寧夏中衛(wèi)沙坡頭麥垛山儲(chǔ)能電站并網(wǎng)成功；6月13日完成首次充放電，電站運(yùn)行至今，根據(jù)后臺(tái)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(jì)效益。本項(xiàng)目研制的高安全、長(zhǎng)壽命、低成本磷酸鐵鋰儲(chǔ)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(dá)70GWh，項(xiàng)目全部達(dá)產(chǎn)后預(yù)估年銷售收入超200億元，毛利潤(rùn)超20億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3.社會(huì)效益。新型電化學(xué)儲(chǔ)能電芯核心材料和裝備研發(fā)項(xiàng)目成果，對(duì)構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的能源體系，促進(jìn)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(jià)值和意義。

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