开放基金重点项目简介:《服务多能源智能网联汽车示范系统的高效储能器件及数据库软件开发》

  新能源汽车是解决能源危机与环境污染问题的重要途径,也是未来汽车工业发展的主导方向。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》就将低能耗与新能源汽车列为交通运输重点领域的优先主题,并且指出要重点研究开发其动力蓄电池等关键部件技术。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中提出:要将新能源汽车等作为战略性新兴产业之一进行重点培育和发展,必须超前部署新能源汽车的研发和产业化,以使我国形成具有世界竞争力的汽车工业体系。《2021-2035年新能源汽车发展规划》征求意见稿中已明确将新能源汽车列为我国未来发展的重点方向,明确提出要重点研发动力电池、电机及控制系统等关键核心技术和新产品。

 

  本项目面向新一代多能源智能网联汽车的发展需求,从理论计算到正负极材料设计、宏量可控制备、电芯制造、模组组装、示范应用等方面开展全链条研究,突破超高镍三元正极、硅氧负极等高性能关键电极材料宏量可控制备技术,开发高能量密度的新型动力电池,实现新一代多能源智能网联汽车储能电池的示范应用和产业化推进, 助力佛山市及广东省氢能产业,推动氢能和新能源与新材料产业发展。具体研究内容如下:

 

  (1电极材料多尺度多场量耦合离子/电子输运模型创建及储能特性理论预测

建立超高镍三元正极材料与SiOx-C负极材料大数据计算模型,基于已建立的超高镍三元正极材料模型,构建带有电解质的固液超胞模型;搭建材料性能预测深度学习训练模型,通过Python等脚本编程语言,完成面向材料性能预测的深度学习高级编程语言及其编译和开发环境的构建。集成数据库及机器学习模型,以开源的MySQL软件为核心,开发具有自主知识产权的客户端。

 

  (2超高镍三元正极材料的序构化结构设计、储能机制及批量制备

从材料的一次颗粒入手,自下而上地对一次颗粒基元的物化特性以及序构方式进行设计调控,发展序构化超高镍三元正极材料的制备科学,开发高容量、长寿命、高安全的超高镍三元正极材料宏量制备技术。

 

  (3高性能SiOx-C复合微球负极材料的精细结构调控及宏量制备技术

开展SiOx的储锂机制和体积效应规律的探究,通过模板法设计构造碳包覆SiOx的复合微球结构,对于SiOx中氧含量和Si的价态进行调控,获得高容量、长寿命SiOx-C复合材料的宏量制备技术。

 

  (4高比能电芯的设计制备、模组组装及储能示范应用

  研究正负极浆料的稳定批量化制备工艺,探索正负极极片的低成本制备方法和工艺条件,研究正负极材料之间的匹配性和兼容性,设计可靠的电芯器件组装方案,开发低成本电芯制备及模组组装技术,集成系统样机并在多能源智能网联汽车示范系统中完成示范应用。

 

  本项目由武汉理工大学纳米储能材料与器件团队负责人麦立强教授牵头申报,项目申报团队整合了武汉理工大学材料科学与工程学院、材料复合新技术国家重点实验、硅酸盐建筑材料国家重点实验室、材料科学与工程国际化示范学院在内的储能材料及器件领域中的优势力量,在高性能储能材料与器件领域具有深厚的研究基础,针对多能源智能网联汽车对储能电池需求,将产生一批原创性学术成果、发明专利、软著和系统样机产品等,切实推动高效储能材料与器件领域的快速发展。

2020年5月8日 10:49