高比能电池面向国家重大需求，仅锂电池 2017 年市场规模已超过 1 亿 kWh，并且随着电动汽车、规模储能市场的迅速发展，电池需求快速增加，市场规模很快将超过 3000 亿元。 本项目为陈军教授团队十余年的研发成果。 1. 开发了两类新型锂电池正极材料：取代型锰系尖晶石正极材料和掺杂型超高镍含量三元层状材料。相对于 LiCoO2，这两种材料原料便宜、制备工艺（连续共沉淀与梯度加热）简单，成本优势明显，并且性能优异，产品晶相纯度高、形貌规整、振实密度大、长周期循环稳定性好。 2. 针对传统无机电极材料的不足，研发有机电极材料，它们由高丰度的 C、H、O、N 等元素组成，具有易合成、低成本、绿色环保等突出优点，并且由于可实现多电子反应，容量大、能量密度高，此外有机电极材料柔韧性强，在柔性可折叠等新颖结构电池体系中应用前景巨大。部分有机电极材料在实验室中已实现公斤级制备，并组装 Ah 级软包全电池，经18所等权威机构检测鉴定，能量密度超过300Wh/kg，通过安全性测试。计划 5 年内完成 1-2 种有机电极材料的中试，并实现部分电池产品的应用示范。 所需条件支持：希望能获得 60-80 万/年经费与 100-200m2实验室支持，用于购置大容量控温控压反应釜、连续式沉淀反应釜、箱式气氛炉、旋转窑炉、电池封装机等设备，进行材料制备的进一步工艺优化、宏量放大制备以及大容量电池装配试验，推进中试和产业化。 

成果与项目的背景及主要用途： 吸波材料即雷达吸波材料（RAM），是指能够吸收衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能而消耗掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料。目前，随着电磁波污染的日益严重，吸波材料在民用领域具有极大的发展潜力。许多研究已证明，持续、高强度的电磁波照射会诱发细胞变异、诱发肿瘤、癌症等疾病，电磁波污染已成为世界各国本世纪重点治理的环境污染之一。不让电子设备发射电磁波是不可能的，所以消除电磁波污染最有效的办法就是使用吸波材料。这项属于电磁干扰（EMI）范畴的研究已在世界各国得到广泛重视和应用。 技术原理与工艺流程简介： 本项目研究制备含有不同含量及分布的碳纤维(毡)树脂基复合吸波材料，主要研究碳纤维(毡)排布方式、含量对于材料吸波性能的影响，通过调整参数，实现材料对电磁波的宽频吸收、高效吸收、选择吸收的目的；其次，通过对纤维(毡)表面改性、添加电磁损耗剂、改变基体种类等制备具有刚性和柔性基体吸波材料，同时对吸波机理进行研究，以求开发一种低成本、宽频、高效、轻质的吸波材料。试样的制备采用复合材料成型工艺压缩模塑。将环氧树脂与低分子量聚酰胺按质量比 2：1 搅拌均匀（E-44 型环氧树脂：低分子量聚酰胺树脂=100：50～100：100 质量比），在真空干燥箱中脱泡，然后浇注到事先预热的半溢式模具中，模具中预置碳纤维或碳毡。在透波层表面加一层 S-玻璃布，目的是达到与自由空间的阻抗匹配，在模具底部也加一层玻璃布，目的是抵消由透波层玻璃布引起的应力，使试样不致弯曲而造成测量误差。然后将浇注好的模具在 60℃，10MPa的压力下固化 2 个小时，得到所需的 180mm×180mm，厚度为 4mm 的正方标准试样。 技术水平及专利与获奖情况： 本研究通过两年多的大量实验，获得具有良好吸波性能和商用价值的环境功能材料。可用于消除环境空间中的有害电磁波。本课题组制备了材料样品，完成了 4 个专题的研究报告，发表论文 12 篇，申请专利两项。本研究已达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 随着电信业的飞速发展，吸波材料的应用已深入到通讯抗干扰、环保及人体防护等诸多领域。 成本估算： 环氧树脂/碳纤维复合吸波材料E-44 环氧树脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺树脂：24 元/公斤。碳纤维：300 元/公斤 每块试样用碳纤维：0.36 克 其他费用：电费，模具费，人工费 每块试样成本：约 4 元（180×180mm） 折合成本：约 120 元/平方米 应用领域：电磁波污染的防护，构筑微波暗室。 2、 连续碳纳米管纤维 成果与项目的背景及主要用途： 碳纳米管被誉为超级纤维，是 21 世纪的基础材料，具有优异的物理化学性质，其密度只有钢的六分之一，强度超过钢 100 倍，具有高导电导热性，导热性是铜的 5-8 倍，在高性能复合材料，能源电极，电场发射等多方面有重要的应用前景，世界各国和大公司都争先投入抢占碳纳米管市场，近年来产业发展迅猛。连续碳纳米管纤维是无数碳纳米管构成的长纱线，轻于碳纤维，有高柔性，具有碳纳米管所有结构和功能特性，可编织和成型，较碳纳米管更接近应用，在制备高性能复合材料方面，极具潜力，可用于宇航、汽车用高性能复合材料、风力发电叶片、导电导热材料、电力传输电缆、高强编织物，智能纺织和柔性光电器件等。 基于天津大学的气相法制备连续碳纳米管纤维技术，研发碳纳米管纤维量产化技术，制备万米连续碳纳米管纤维材料, 研发碳纳米纤维复合材料和相关新材料，在国内率先推出碳纳米纤维新产品，主导国内市场，开拓国际市场。 技术原理与工艺流程简介： 本方法是一步制备连续碳管纤维的方法，具有工业化应用前景。2010 年天津大学技术团队取得关键制备技术的突破，纺出千米连续的碳纳米管纤维，为产业化提供了基础。气相纺丝法是以含碳原理和催化剂输入到高温炉中，在气流中生长碳纳米管并组装成丝，用机械的方法纺出碳纳米管纤维的新方法。主要成果包括发明了乙醇/丙酮混合碳源，发明了水密封反应器和致密碳管纤维的纺丝方法。目前已经取得连续纺丝数小时数千米连续碳管纤维，在方法、技术和材料性能方面处于国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 碳纳米管的价格范围较大 2-20000 元/克，价格取决于碳管种类和纯度，有些容易合成，有些受制备限制，尚未量产化。目前市场上多壁管 2000 元/公斤，天津大学科技成果选编高纯碳管价格十倍以上。高纯单壁碳管尚未量产，目前仍以克量计，纯度 80%的单壁管价格为 60 美元/克，高纯（>90%）单壁管在 1000-2000 美元/克以上。连续碳管纤维为双壁管，纯度 90%，短期可参考单壁管价格 60-2000 美元/克。 应用领域： 高性能复合材料、导电导热材料、储能材料、功能电子和织物，产业领域航空航天、能源、环境、化工和纺织等。 合作方式及条件： 技术合作与专利转让 与国际知名企业和研究单位建立合作,引领碳纳米管纤维新产业的发展

武汉城市自 2007 年底获批全国“两型社会”试验区以后，其改革、建设及城镇化发展取得了明显成效，是我国城镇化过程中的突出代表。

本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。 研究团队 吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。 成果成熟度 批量

项目成果/简介:本项目成果在国家重大项目的支持下，面向具有战略意义的高效传动重大需求和国际前沿，针对国外的技术封锁，从掌握液力传动产品瞬态复杂流动机理着手，提出了大功率液力节能产品定子/转子多流域耦合的尺度解析模拟方法，创建了动态空间非定常多尺度漩涡流动可视化测量体系；首创了定子/转子耦合叶片边界层流动新型仿生主动控制技术，实现仿生耦合叶片减阻增效；构建以用户需求为导向封装的大功率液力产品优化集成设计体系，形成融合轴向力动态监控模型和运行热平衡反馈自动补偿系统，攻克了大功率液力产品设计与制造过程中“性能预测难、叶片优化难、动态匹配难、精确制造难、极限工况运维”等难题，最终形成了适应大型泵与风机等高耗能设备的自调节的大功率液力调速装置、满足首台最大吨位12吨装载机用的高效率液力变矩器、匹配大吨位和长距离制动的重型车用液力辅助系统等新型绿色节能液力传动产品。研究团队吉林大学机械与航空航天工程学院 刘春宝教授研发团队。成果成熟度批量应用范围:本项目成果通过突破“流动解析实现高精度预测性能”、“性能预测指导叶片设计”、“流动解析完善液力产品匹配建模”、“先进制造保证液力产品与设计一致”、“大功率液力调速装置自动补偿系统智能运维系统”等涉及设计、制造与运维等核心难题的、紧密相连的关键技术，实现了在工程机械、重型商用车、电力和化工等行业成功应节能降耗的目的。“大功率液力调速产品集成设计关键技术及其节能应用”、“工程机械液力变矩器绿色节能设计与制造关键技术及产业化应用”项目先后获得2020年吉林省技术进步一等奖和2019年中国机械工业科技进步二等奖。项目成果完全拥有自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，标志着我国已完全掌握绿色节能液力传动产品设计、制造核心技术，提高了国产液力产品的国际竞争力，突破了传统设计方法的局限性，扭转了国外产品逆向开发的局面，打破了国内液力产品不成体系而难以推广应用的现状，极大地提升了自主品牌大功率液力产品的综合性能和生产效率，有效降低了开发成本，促进了绿色制造与应用产业的节能减排，带动了国内相关产业的发展，为我国培养了大批工程机械液力传动领域专业人才。本项目制造的液力变矩器、液力缓速器、液力偶合器等成果先后在国内首台最大吨位12吨柳工装载机、国内首台重型铁路养护车用的YH350多档变速器、一汽解放J6卡车、电力和化工等“大国重器”大功率调速设备中得到应用。

基因治疗现已成为攻克肿瘤最具希望，也是研究最为活跃的领域。基因导入系统是基因治疗的核心技术。现阶段面临的最大难题在于尚未找到理想的基因载体，治疗基因的导入仍然是肿瘤基因治疗的瓶颈。非病毒载体近年来发展迅速，其中聚乙烯亚胺(polyethylenimine PEI)是近年来研究最为广泛的阳离子多聚物非病毒基因载体。 本项目针对聚乙烯亚胺（PEI）转基因载体使用中存在的转染效率与细胞毒性相矛盾及靶向性差等问题，采用生物可降解技术、金属离子配位技术等连接低分子量聚乙烯亚胺(LMW PEI)，得到多分枝状或网状结构的高分子量PEI衍生物，进而选择肿瘤主动靶向多肽RGD、tLype-1等，与细胞穿膜肽TAT(49-57)、核定位信号肽NLS连接，合成具有多功能的数种功能肽RGDC-TAT、RGDC-TAT-NLS、tLype-1-NLS等，利用交联技术将多功能与PEI衍生物偶联，从而构建新型非病毒基因载体系统，旨在保证较高转染效率情况下，降低PEI细胞毒性，增加其对肿瘤的靶向性，克服当前非病毒基因载体的瓶颈问题，为基因治疗探索一条有效途径。 本项目受国家自然科学基金、上海市科委国际学术合作项目及上海市教委科研创新项目资助，发表学术论文数十篇，申请发明专利10项，其中授权7项。

同济曙光软件通过建立统一图形平台的开发方法，采用层次式模块架构法，开发既 有一定通用、灵活性，又能与规范相结合的岩土及地下工程分析软件。能够较好解决目 前现有的大型商业有限元通用软件过于“通用”，造成使用复杂，无法与规范结合的问 题；而专业软件又过于“专业”，灵活性与通用性不强等问题。 同济曙光软件系列产品包括有限元通用分析平台、国内唯一的有限元商业反分析软 件、公路隧道设计计算分析软件、盾构隧道设计计算分析软件、边坡稳定性有限元分析 软件等模块，并正根据市场和工程需要研发新的系列地下工程相关软件。 

针对当前复杂装备产品设计过程中设计周期长、效率低的现状，以复杂装备产品实体造型设计和工程图绘制过程为对象，进行基于知识工程的复杂装备智能设计系统设计方法的研究。首先，在计算机上建立其三维几何模型，可容易地进行编辑、修改，并可检验其制造的可能性，生产成本，能否容易装配。其次，对其三维几何模型附于物理属性，能模拟其工作状态，可进行运动学、动力学、热力学、强度、振动分析仿真，也就是说，在设计阶段(不需要制造出实物)，就可以把握住机器或机械零件的静态与动态性能，最终可以实现设计制造出低成本、高性能的机器。

主要研究基于患者个体特征，进行人工器官、植入体和矫形器（血管支架、人工血管、牙种植体、膝关节、髋关节、脊柱及足踝矫形器等）优化设计及制作所需的个性化特征提取、生物力学建模及分析、数字化设计等关键技术，依据医疗器械与人体组织相互作用的生物力学及力生物学原理，提出相应的医疗器械优化设计软硬件系统，为研制个性化性能优良的人工器官，提高国产植入体和矫形器设计和制作水平提供具有自主知识产权的技术平台。

风电齿轮箱是风力发电机组动力传递的的核心关键部件，其承载能力和 可靠性决定着整个机组的性能和使用寿命。在工程应用实践中，由于风力发电 机组所处的变风载工况、高低温和大温差等恶劣环境，常常导致风电齿轮箱的早 期破坏，是风力发电机组故障率最高、失效最早的部件之一。 1)  功率分流与均载能够显著提高重载风电齿轮传动功率密度和承载能力。 构建大功率风电齿轮传动的构型演化模型，提出以多级、功率分流与汇流和柔性均载为核心的传动构型方法，实现了大速比、变载荷、变工况下多行星均 载传动，显著提高了承载能力。 2）兆瓦级风电齿轮传动装置安装在弹性支撑的狭小机舱内，运行工况复 杂、载荷多变，影响其动力学特性的因素众多，其振动噪声控制是国际性难题。 建立弹性支撑下传动系统与结构系统的齿轮一轴一轴承一箱体耦合动力学分析 模型，揭示了传动参数与拓扑结构对系统动态特性的影响规律。 3）提出了齿轮箱加速疲劳试验与评价方法，揭示了载荷幅值、频度和历程与疲劳寿命之间的关系，实现在较短时间内完成了兆瓦级风电齿轮箱的疲劳 寿命试验。 4）建立了大功率风电齿轮箱性能试验测试系统，可实现风电齿轮箱承载能 力、效率、振动噪声等性能及行星均载测试和GL认证；建立基于远程检测的大 功率风电齿轮箱测试分析及诊断系统。