所属分类：清洁能源产业

所属单位：中南大学

成果简介：本成果为一款全固态锂动力电池，关键核心技术包括独有固态电解质技术体系，实现正极材料和电解质为面接触；独有镀膜技术，使正/负极和固态电解质呈现纳米级尺度，大幅增加固相界面电极材料和固态电解质的接触面积。 目前市场上没有真正意义上的固态电池，大多是将固态电解质（氧化铝或者其他材料）粘到电池隔膜上，电池质量加重，虽然可能减少电解液用量，但可燃性依然存在，而且成本增加。没有真正去除液态电解质和隔膜。此外，凝胶聚合物电解质，凝胶（果冻）铅酸电池里会加二氧化硅，运用到锂电池，安全（可燃）性有进步，但导电性下降较大。 本成果全固态锂动力电池完全没有使用液态电解质，没有隔膜，是100%纯固态电池，运用了独创多层纳米涂层技术，使全固态电池具有接触电阻低、稳定性好、接触面积大的特点，电性能远远高于现有全固态电池的性能指标。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：中南大学

成果简介：目前主流的钙钛矿太阳电池的制备往往都是通过旋涂法制备，这种方式会对原材料造成极大浪费；同时空气中水、氧含量对薄膜影响比较严重，很难将旋涂方法直接转化，并于空气中大规模制备高质量的钙钛矿薄膜。本成果提供了一种环境条件下印刷制备高效平面异质结钙钛矿太阳电池的方法，钙钛矿太阳电池包括透明导电基底、电子传输层、钙钛矿材料光吸收层、空穴传输层以及电极五部分。本成果涉及的制备方法是在空气环境氛围中使用基底辅助加热的方式，两步连续刮涂制备钙钛矿薄膜，从而得到连续、致密的钙钛矿材料光吸收层。本成果涉及的印刷方法具有工艺过程简单、产品能量转换效率高等优点。与传统制备方法制备的钙钛矿太阳电池相比，本成果涉及的方法制备的钙钛矿太阳电池具有高平整的钙钛矿薄膜，具有更高短路电流，更高的填充因子，从而具有更高的光电转化效率，光电转换效率提高了35％以上。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：中南大学

成果简介：多模式储能变换器是一款宽输入电压范围、能量双向流动、功率因数连续可调功能的模块化高可靠型电源，可以负荷调节、平滑间歇性能源、提高新能源消纳、提高电网备用容量、参与调峰、调频；配电时可以提高电能质量、降低线路损耗、提高电网的备用容量、提高输配电设备利用效率、延缓增容需求。多模式储能变换器具有离/并网、静止无功发生器(SVG)、有源滤波(APF)等多种运行模式，可实现离/并网无缝切换，无通讯多机并联等功能。随着大规模可再生能源接入电网和微电网的技术的发展，功率变换器被寄予了更多的功能，不仅要求其能完成基本的AC/DC整流、DC/AC逆变，还希望其能实现静止无功发生器（SVG）和有源滤波器（APF）的功能，以满足微网中电能质量治理和调节的需求，也即要求功率变换器具备多种能力，能根据系统的需求完成特定的任务。此外，在分布式可再生能源发电和微电网应用中，功率变换器模块化设计和架构是未来的发展趋势。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东华大学

成果简介：针对当前储能领域对高安全性、高柔性固态锂电池的重大需 求，本课题组开发了高强度、高柔性陶瓷离子导体织物新材 料，开创了原位凝胶一体化电解质成型新技术，获得了轻 质、可赋形高离子电导率陶瓷织物固态电解质，提高电池多 相界面离子传输动力和安全性，制备了新型柔性纺织固态锂 电池，在可穿戴、柔性显示等领域具有广阔的应用前景。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：东华大学

成果简介：目前质子交换膜燃料电池用碳纤维纸市场一直被国外垄断、难 以实现国产化、价格昂贵，突破扩散层用批量制备技术与应用已迫在眉睫。针对传统碳纤维纸以碳纤维为原料，碳纤维可选择性少、分散性差、成纸不均匀等问题，开发碳纤维纸用碳纤维原丝工程化工艺与技术，可以有效解决国产碳纤维水中分散性差的难题，为碳纸国产化奠定基础。实验室目前以 T1100 级高性能碳纤维原丝为原料，取代传统商用短切碳纤维，实现原丝水中均匀分散，通过湿法成纸、浸渍模压法(树脂改性)、化学气相沉积法、纳米碳管改性法，成功开发了具有完全自主知识产权的国产燃料电池用炭纸生产应用技术，其厚度可控 0.08-0.12 mm，偏差为±1.5 %，电阻率≤5.5 mΩ·cm，孔隙率≥75 %，透气性≥2000 ml·mm/(cm2·hr·mmAq)、抗拉强度≥20 MPa。实验室目前 T1100级碳纤维原丝生产线已实现中试生产，针对上述自主研发的碳纤维原丝批量生产技术，申请授权发明专利三项；以原丝为原料制备碳纤维纸技术申请授权发明专利三项，为碳纸自主开发技术的国产化实现了法律层面的保护。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：上海电力大学

成果简介：本项目通过电池管理系统采集不同的电网储能运行工况下长时间尺度的电池运行数据，采用微分法、统计学方法、非线性滤波与预测方法等方法提取电池健康因子，构建电池健康因子与SOH的评估模型，实现电池实时的SOH评估，相对误差小于5%。采用Python3语言对电池健康状态在线评估模型进行软件开发，构建以储能电站正常运行的充放电电压为基础数据的电池健康状态在线监测诊断预警智能运维系统，实现储能电站电池健康状态的实时在线管控，助力储能电站和新型电力系统的安全高效运行。本项目只需要储能电站运行时电池管理系统采集的电池充放电电压数据即可，不增加额外工作量，可实现电池健康状态实时在线监测、诊断和预警，方便、高效。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：四川大学

成果简介：为了提升储能电池能量传输速度和效率，提出了基于开关矩阵和隔离变换器的大功率均衡拓扑，实现电池模块内与电池模块间的均衡功能。实现电池单体2A的均衡电流。模块间能实现20-120A的大功率均衡，实现模块间电压快速收敛。上面是为首开集团的储能电站开发的单体-单体间，模块与模块间均衡电路。复用充电器中的电感，通过充电电流纹波驱动实现自动均衡，均衡系统复用充电器中的开关无需额外的开关，为了均衡长电池组，提出了一种并联多绕组集成均衡方法，利用变压器驱动变压器，仅需要一个副边线圈即可驱动并联均衡变压器，单体扩展性得到了进一步的提升。针对64个单体串联（240V）的均衡电路器件数量比对可以看出，被动均衡电路需要64个开关，基于开关电容器的均衡拓扑需要128个开关，传统的基于开关矩阵的均衡电路需要256个开关，而采用此技术的集成并联变压器均衡电路仅需要1个开关。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：四川大学

成果简介：与传统的高碳含量碳复合不同，本技术提出了一种基于典型NASICON结构Na3V2(PO4)3的微量碳掺入策略。首先，通过掺入碳点来调节Na3V2(PO4)3的颗粒生长过程，显着减小其颗粒尺寸，从而缩短电荷扩散路径。其次，由于掺入了微量碳含量（0.76 wt.%），Na3V2(PO4)3 的电导率得到了提高，而不会牺牲其高电化学活性。第三，Na3V2(PO4)3-电解质界面结构通过掺入的碳点中丰富的官能团进行了优化，形成薄而稳定的富含 NaF 的 CEI 层，以提高界面动力学。因此，碳点赋予 Na3V2(PO4)3 高达 20 k 次循环的超稳定循环能力（容量保持率为 98.4%）、半电池中优异的倍率性能（高达 200 C）以及高能量密度（368.7 Wh） kg−1）和全电池的快速充电特性（每次充电约 110.2 秒，输入 250.8 Wh kg−1）。通过对比全电池在不同电流密度下的时间电压曲线，全电池在不同倍率下均保持了稳定的电压平台以及较小的极化，特别是在200C下，接近7.28s完成一次充电，其充电容量约为1C充电容量的的50%，展现了出色的快充性能。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：四川大学

成果简介：当前盐湖提锂最具前景的方法是利用锂离子筛提取锂资源，团队研制出一种新型偏钛酸锂离子筛制备技术，可大幅降低卤水提锂生产成本并提升吸附速率。本技术是一种全新工艺，采用低成本钛中间产物为钛源，定量保留其中有益杂质元素原位掺杂，同时以原材料直接喷雾造粒、烧结，制备成型的偏钛酸（HTO）锂离子筛。同步的喷雾造粒工艺简单，易于规模化放大，以钛白中间产物为钛源，原材料成本低，同时可降低烧结温度、缩短烧结时长，从而减少了材料合成过程的能耗，双管齐下极大地降低了HTO锂离子筛的制造成本（与TiO2为钛源制备HTO锂离子筛相比成本降低约50%）。 以本技术生产的锂离子筛提锂，相同规模工程总投资约为现有技术的1/3-1/5，生产成本降为2.5-3.0万元/吨。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南开大学

成果简介：便携、可折叠式柔性太阳电池发电系统由 12块柔性太阳电池组 成，其中6 块电池串联为一组，然后两组并联固定在挂胶防水的维尼 龙纺织布上，使得该发电系统可以折叠成平常的书本一样，容易携带、 储存和转移。由于该发电系统采用柔性衬底太阳电池组成，所以在连 续发电的过程中可以被摔、被踩，特别适合部队和野外作业单位的长 途跋涉、登山以及职业摄影师使用，还可以进行野外通讯、应急电源 以及蓄电池维护。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南开大学

成果简介：本项目提出了将时间维度与空间维度相结合的多尺度综合能源需求分析与预测模型，设计并实现了一种面向智慧城市的综合能源需 支持。

所属分类：清洁能源产业

所属单位：南开大学

成果简介：目前锂离子电池的能量密度已经越来越不能满足其在电动汽车、智能手机和大规模储能方面的应用。锂离子电池的能量密度低主要是因为所采用的正负极材料的比容量较低，尤其是负极材料石墨，其理论比容量为 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商业化前景的负极材料为硅基负极材料，其理论比容量为 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。据招商证券预计，硅基负极材料在 2020 年的市场使用量接近于 5 万吨，销售额接近于 50 亿。然而硅基材料在充放电过程中较大的体积变化率（>300%）限制了其商业化应用，较大的体积变化导致极片碎裂以及电解液在材料表面持续分解，从而造成其循环性能剧烈下降。另外，硅基材料为半导体，其导电性较差，从而导致硅基负极材料的倍率性能较差。如何解决硅基负极材料这两大缺点是普及硅基材料在锂离子电池应用的关键。 陈永胜教授课题组结合在纳米技术和石墨烯材料领域的专长，经过近 10 几年的研究，采用低成本的原材料、易工业化的工艺技术制备了石墨烯包覆的硅基负极材料，主要技术创新点包括：1）采用独特的、具有自主知识产权的纳米技术将大粒径的硅粉进行纳米化处理，纳米化大大缓解了硅在充放电过程中体积变化的问题，从而从根本上解决了硅基负极材料循环性能差的问题；2）石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点，改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性，大大提高了功率特性；隔绝了硅与电解液的直接接触，抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀，提高了首次效率，延缓了使用过程中的寿命衰减；进一步减缓了充放电过程中硅的体积变化，维持材料结构的整体稳定性，极大地提升了循环特性。