所属分类：清洁能源产业

所属单位：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院

成果简介： 项目针对陕西电网大规模新能源并网引起的系统频率稳定、直流送出的暂态过电压、宽频振荡以及稳定分析手段缺失的问题，开发了风电场功率协调控制和振荡在线监测及主动抑制系统，提出了陕湖直流近区新能源场站涉网性能提升优化参数，并建立新能源网源协调数模混合仿真及性能试验，解决了新能源大规模脱网和送出限制问题，实现了振荡风险评估和新能源精细准确建模，大幅提高了陕北新能源大基地送出能力，促进了新能源消纳能力。项目研究成果丰硕，形成大量自主产权，包括SCI、EI检索期刊论文6篇、专利8项，标准5项。项目成果的优化参数已应用于陕湖直流近区300余座新能源场站的涉网性能提升，性能良好；振荡在线监测及主动抑制系统已应用陕西电网振荡监测评估，效果显著；涉网性能检测和精细准确建模分析技术已应用于陕西电网，完成100多个场站检测和80多个场站建模，取的良好经济和社会效益显著。

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：

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：高功率、高可靠性和长寿命电池在新能源储能等领域逐步得到应用。传统铅酸电池因具有能量密度低、循环寿命短和环境污染等缺点，应用中存在体积重量大，维护更换频繁等问题，市场份额将逐步被锂离子电池取代。而目前锂离子电池普遍存在耐候性、能量密度和安全性等不平衡问题，难以满足电网对于储能电池的需求，所以开发耐候性好、长寿命高可靠，兼具能量密度储能电源具有巨大应用前景。本项目通过创新材料体系、电极工艺和器件结构设计，开发出满足全气候下高安全和长寿命的锂离子电池，形成成套核心技术和工艺软件包。通过和下游用户对接，开展应用示范研究，进一步提升产品技术成熟度，最终实现产品定型和产业化。目前已建成400m2锂离子电池中试技术开发平台。

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：负极材料是锂电四大关键原材料之一，占锂电成本的10-13%。前瞻产业研究院数据报告显示，2020-2022年，我国锂电池市场年均复合增长率约为17.89%，2022年将达到253亿只，市场规模达到3792亿元；负极材料市场规模约380亿元。山西煤化所通过自主研发，建成吨级煤基锂电负极材料小试平台，突破了原煤高效纯化、低成本石墨化、粒度整形、表面包覆等关键技术难题。所研制煤基锂离子电池负极材料具有能量密度高、倍率性能好、价格便宜、材料易得等特性。

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。