所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：以克服硅基负极材料体积膨胀大等问题为出发点，通过结构设计，突破硅纳米颗粒的分散、表面包覆等关键技术，制备出具有特殊形貌的硅碳负极材料，旨在针对性提高硅碳负极的性能，推进硅碳负极材料在新型锂离子动力电池的市场应用。本技术以生物质为原料，利用其天然遗态结构、采用先进交联、炭化、表面改性工艺，可以实现硬炭微观结构的可控调控，达到优异的低温、快充性能，同时工艺易于放大制备，可实现硬炭的批次稳定生产。本技术硬炭极大增加低电压平台区容量，提高其在全电池中的实际使用容量，增加应用价值;山西煤化所现有 10 吨/年电容炭中试生产线具备成熟的炭材料工程放大能力，可快速推进硬炭的中试放大制备。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：负极材料是决定锂电池性能参数的重要材料之一，据高工产研锂电研究所预计， 2021年上半年，我国锂电负极市场出货量已达到33.2万吨，同比增长170%。锂电池负极材料以石墨为主，其制备工艺成熟，但受结构限制，其性能已经趋于理论容量，难以满足日益提升的下游市场要求。本技术所述高品质硬炭，兼具高容量、低温、倍率、循环及安全性好的优点。为提升电池产品性能，硬炭负极材料成为锂电池负极材料行业重点研究的领域之一。山西煤化所开发的锂离子电池硬炭负极制备技术制备的高品质硬炭，兼具高容量、低温、倍率、循环及安全性好的优点，未来市场潜力巨大。本技术以生物质为原料，利用其天然遗态结构、采用先进交联、炭化、表面改性工艺，可以实现硬炭微观结构的可控调控，达到优异的低温、快充性能，同时工艺易于放大制备，可实现硬炭的批次稳定生产。本项目硬炭极大增加低电压平台区容量，提高其在全电池中的实际使用容量，增加应用价值；团队现有10吨/年电容炭中试生产线，具备成熟的炭材料工程放大能力，可快速推进硬炭的中试放大制备。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：锂离子电池在大型能量转换装置上的应用是目前解决能源危机以及环境问题最重要的措施之—。目前已商业化石墨负极理论比容量(-372mAh/g）低,很难满足大型器件的动力驱动对能量大、持久力长的要求。硅基材料因其具有超高的理论比容量(室温下3675mAh/g）、较低的工作电位、丰富的自然储量、原材料廉价易得等优势，最有可能成为下一代商业化的锂离子电池负极材料。根据新材料在线预测，预计2026 年我国硅碳负极材料的市场渗透率将达到23%，市场需求或达50万吨。山西煤化所开发了表面包覆法与球磨法制备锂离子电池硅碳负极技术。表面包覆法技术以克服硅基材料在循环过程中的体积膨胀问题为出发点，以硅纳米颗粒为活性物质，利用表面活性剂实现硅在硬碳或石墨间的分散，通过界面调控、表面包覆、低温炭化、模板去除等工艺获得具有特定形貌的硅碳复合物。球磨法技术通过添加熔融盐或对硅颗粒表面进行刚性材料包覆，打断局部热对硅颗粒的直接氧化通道，结合融盐清洗、刻蚀技术，提高了硅碳复合材料中硅的有效利用率。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：氢能是公认目前已知能源中最清洁的能源，氢燃料电池是将氢气和氧气化学能直接转化为电能的发电装置，具有零排放、零污染特性。气体扩散层是氢燃料电池三大关键材料之一，所用碳纸占燃料电池电堆总成本的21%。当前我国氢燃料电池气体扩散层用碳纸主要依赖于进口，国产碳纸未实现量产，制备高性能国产化碳纸对燃料电池性能优化和成本降低具有重要意义。山西煤化所科研团队已自主研发一整套集碳纤维改性、碳纤维原纸、燃料电池用碳纸、气体扩散层的制备技术。科研团队具有基础研究、技术开发、设备设计、分析检测、评价应用的全方位研发能力，已完成氢燃料电池用碳纸的中试示范线的建设，自制碳纸性能良好、稳定，具有高机械强度、透气性好、疏水性、孔隙分布均匀、导电性好、导热性好等优点。山西煤化所科研团队开发燃料电池用碳纸技术，具有连续化、低成本、污染小等技术优势。由于短切碳纤维受表面活性差、长径比大等条件影响，很难实现有效均匀分散，科研团队造性采用分子开关控制技术，使碳纤维实现可控分散/凝聚，保证碳纤维纸的均匀性，有利于回收再用；为保证碳纸传质、传热与电子传导性能的兼顾，科研团队采用独特的碳纤维焊接技术，既可保证碳纤维纸的导电性，也可保证其孔隙率不受影响。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：超级电容器可作为超高功率电源应用于激于轨道交通、智能四表、新能源储能等领域。然而，其核心电极材料（“电容炭”），仍依赖进口。本技术拟面向超级电容器对电容炭国产化和进口替代的紧迫需求，以生物质（淀粉、枣木等）、化石（无烟煤、煤沥青、石油沥青等）、高分子（酚醛树脂等）为原料，突破低温连续交联、高温均匀活化造孔、深度纯化、表面官能团脱除等瓶颈技术，研制高品质电容炭。开发批量化制备工艺及配套装备，实现其在超级电容器、铅碳电池、快充型锂电中的应用。目前已建成10吨/年电容炭中试生产线，产品多轮送下游主流用户评测，满足用户需求。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：山西煤炭化学研究所

成果简介：超级电容器具备可承受频繁大功率充放电、长循环寿命、安全等特性，在新能源储能、智能电网，电动汽车，轨道交通等领域具有不可替代的作用，对于系统能源智能化管理、长期可靠稳定运行至关重要。本技术面向市场对于耐候性好、寿命长和安全免维护等电源需求，突破材料、电极工程、器件结构设计和制造工艺等瓶颈技术问题，开发出能量密度高、长寿命微型超级电容器批量化制备技术。项目已完成中试，形成技术know-how二十余项以及超级电容器产业化工艺软件包，并在太阳能路灯、太阳能观光车开展示范应用，具备快速产业化的能力。与中科院空天信息院、航天三院、南方电网等单位建立密切合作关系。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：国家技术转移西北中心

成果简介：项目组针对金属锂负极在实际应用中面临的挑战：锂的不受控制、不均匀的沉积以及循环中“死锂”等关键问题进行了系统研究，开发了稳定、离子导率高、界面相容性好、可抑制锂枝晶的固态电解质，攻克了无枝晶、安全的大批量金属锂负极制备的技术难关，实现了长循环、高安全、高比能固态金属锂电池的创制和技术解决方案，项目成果获授权发明专利22件、发表高水平学术论文30余篇，开发高性能固态电解质膜5件，锂合金负极3种，相关技术及产品成功应用于四川万邦胜辉新能源科技有限公司，拟建立年产2000万平方米固态电解质膜，年产50吨金属锂及其合金的示范生产线，经济、社会效益十分显著。近期拟联合四川万邦胜辉新能源科技有限公司建立0.3 GWh固态电池示范线。项目已完成四川省固定资产投资项目备案，项目代码：2406-5400-04-01-805847；已完成项目建设初步选址。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：白马湖实验室

成果简介：2024年，实验室成建制地引进了复旦大学、南京航空航天大学“新型全固态储能电池技术”团队，攻关高能量密度、长寿命的单体电芯技术。项目提前半年完成了第一个里程碑研发目标，面向电芯制备企业已实现市场主流电芯材料的小批量销售。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：白马湖实验室

成果简介：作为国内叠层技术领域的先行者之一，于2022年在高效叠层太阳电池技术研发中实现了叠层电池28%的权威认证效率，这一成就在当时跻身全球第三。为进一步攻克叠层结构中钙钛矿子电池的沉积技术，当前开展的高效钙钛矿半透明太阳能电池的大面积制备技术研发和耐候性研究中，已成功研发出多种专为叠层结构定制的钙钛矿配方，单结钙钛矿太阳能电池效率实现26.8%，打破该领域世界纪录，叠层电池效率已超过32.5%。结合现有成果，项目拟成立产业化公司，旨在3年内跑通百兆瓦级叠层中试线，突破大面积钙钛矿-晶硅叠层电池材料与制造关键技术，打通钙钛矿光伏技术产业化瓶颈。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：闽都实验室

成果简介：第三代半导体在工商储能一级系统中的作用主要体现在其高击穿电压、低导通 电阻和良好热稳定性等优越性能。这些特性使得第三代半导体成为储能系统中的理想选择，能够提高储能 系统的效率、稳定性和安全性。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：嘉庚创新实验室

成果简介：1）设计和筛选不同结构的导流双极板，实现液流电池在大电流（100mA cm-2）运行时稳定的电压平台。2）10 cm×10 cm 单体多硫化物液流电池循环超过 1400 圈，库伦效率稳定在 98%，容量保持率为 99%。3）组装 70 W 多硫化物液流电池电堆，稳定循环 1000 圈，容量保持率维持在 99%。4）通过优化大型电堆的的结构，解决了液流电池因密封性不足导致的漏液问题，从而进一步提升多硫化物液流电池的库伦效率、能量效率以及循环。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：甬江实验室

成果简介：开发出了满足小型通用机械汽油机起动电源、农用机械起动电源、摩托车起动电源、应急起动电源等领域用的超高功率（50C）全极耳圆柱型二次电池，并已和相关领域头部客户达成了合作意向。