本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。

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本产品是运用生物材料，高度仿真模拟真实人体解剖结构，支持应用真实前列腺电切手术设备实装实训，操作手感真实，生物材料模块仿真模拟肥大状态的前列腺，适用于科医学生及医学院进行前列腺电切手术的学习和训练。

本发明公开一种锂硫电池正极材料及制备方法，首先分别配置溶质为含碳聚合物以及含碳聚合物与过渡金属盐的静电纺丝溶液，经过静电纺丝、碳化处理得到双层的具有柔性的原位掺杂过渡金属的碳纳米纤维基底材料，再通过升华硫/二硫化碳溶液进行液相载硫，得到负载硫的双层碳纳米纤维基底材料，然后构筑中间两层均为原位掺杂过渡金属且均匀负载硫的碳纳米纤维层的四层碳纳米纤维基底材料，然后升至150℃保温15min，随炉降温，即得锂硫电池正极材料，硫含量为40?60%。

可充电电池按照电解液可分为有机系和水系。其中水系电池具有制备工艺简单、无起火爆炸之风险。本项目研制了一种水系锌离子电池，负极为锌片，正极为基于导电聚合物和碳材料的复合物，不含重金属，电解液是中性水溶液。该储能器件具有高比容量，长循环寿命之优点。其能量密度高于目前商业化的铅酸电池，连续充放电1万次后容量保持率为100%，即使用寿命约为现有电池的10-20倍。该产品安全环保、成本低，可用于大规模电网储能、汽车启动电源、电动交通、UPS电源等领域；除了能够取代目前占据市场份额第二位的铅酸电池，由于较高的功率密度，在某些应用领域又可替代超级电容器。

综述了锂离子电池正极材料的工作原理,应具备的结构与性质以及目前最具有吸引力的三种正极材料LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4.通过比较这三种正极材料的制备方法和电化学性能,讨论了这些材料存在的问题和相应的解决方法。

本发明提供了一种通过对采用固相法、液相法等各种合成方法制备的锂离子电池正极材料例如LiFePO4的前驱体进行变温联合煅烧，达到对合成锂离子电池正极材料结构和形貌的优化设计和控制，从而获得具有高倍率及超高倍率充放电特性的锂离子电池电极材料的制备方法。

液流电池储能系统是一种安全、高效的电化学储能技术。在光伏、风能等新能源并网、智能电网、微电网、分布式能源系统、无电地区供电工程以及未来能源安全方面都将发挥巨大作用。具有能量和功率独立（设计灵活）、深度放电、大电流放电不损坏电池、使用寿命长等优点。 本项目组在全钒液流电池方面经过十余年的研究和产学研合作，积累了丰富的理论研究成果和实践经验，取得了多项独创性成果。在电池关键材料（双极板、电解液）和电堆结构设计等方面具有多项专利技术，拥有设计、制造25kW 单堆电池和液流电池储能系统的集成技术。 在电堆设计和系统集成方面，项目组针对大型液流电池电堆和系统进行了系统的研究：采用模拟仿真技术，优化流场设计，使电堆结构更加高效、可靠；优化的管路设计方案可减小管路系统中的旁路电流损失，提高能量转化效率；电池系统循环运行过程中的先进热量管理技术为电池体系长期稳定运行提供了保障。 双极板是液流电池关键零部件，对电池性能、寿命和成本有重要影响。高性能、长寿命、低成本的双极板是液流电池领域高度期待的关键材料。目前已成功开发了新型液流电池双极板并申请国家发明专利。研制的双极板具有电导率高、稳定性好、强度高、耐腐蚀、成本低的突出优点，各项指标达到国际领先。高性能双极板的成功研制，将大幅提高液流电池能量效率和使用寿命，同时可显著降低储能成本，将有力推动液流电池在储能领域的大规模应用。目前已与新能源企业签订了合作协议，将为我国百兆瓦级的全钒液流电池大规模储能项目提供高性能双极板，将实现双极板经济效益3亿元。  具有自主知识产权的液流电池双极板大规模制造技术 液流电池储能系统优化设计 液流电池电堆设计和制造技术 液流电池储能系统集成技术

"本项目研制了一种铅酸蓄电池极板检测仪。该仪器可用于电池极板性能的早期诊断，也可用于判断极板内活性物质及各种添加剂等组分的相容分散性、均匀性和板厚均匀性，以及相同工艺生产的不同极板间的一致性。 所研制的铅酸蓄电池极板检测仪组成包括：压力试验机、阻抗测试仪、探针和数据采集处理装置。所述压力试验机包括设置于操作平台上的立柱和支撑装置，立柱上设有压力传感器和探针，压力传感器用于采集探针间距和压力值；所述阻抗测试仪通过导线与探针连接，用于采集直流电阻值或交流阻抗值；所述数据采集处理装置与压力试验机、阻抗测试仪连接，用于采集两者数据并处理。目前该仪器的各部分组成已经做到一体化设计，可实现由计算机控制或单机操作。 该仪器可以在不破坏极板的情况下，测量极板上不同部位点在一定压力下的电阻值或阻抗值、极板厚度。通过数据采集处理装置以标准差、方差、平均差、变异系数等方法，对数据结果进行离散性分析，从而做到对极板的性能做出早期诊断，例如对铅酸蓄电池的生板进行测试，可以做到早期筛除不合格产品。 "