本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展，锂离子电池（Lithium Ion Battery, 简写为LIB）已经成为最成功的电化学储能设备之一，并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟，LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面，可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求，而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此，寻找更高能量比的锂电池电极材料，加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究，已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求，但其自身的稳定性仍令人担忧，这主要是因为Li金属的反应活性过高，其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中，Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀，此外，充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成，锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI，导致SEI膜发生破裂，并产生死锂，降低锂金属电池库伦效率；更严重的是，锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜，造成电池内部的短路，导致火灾和爆炸等安全事故，大大缩短了电池的使用寿命，严重阻碍了其大规模商业化发展。因此，SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止（或者大幅度减缓）负极界面上反应的持续发生，起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题，结合国际研究进展与本团队前期研究基础，我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相关自动化软件已开发完成并交付使用，且具有完全的自主知识产权，可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据，大范围筛选有效电解液组分，指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在： 1）首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速； 2）在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测； 3）在保证精度的前提下，实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟； 4）通过耦合深度机器学习，实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。

1. 成果简介预制缸套然后铸造或装配是采用铝合金制造汽车发动机缸体的一种主要成形工艺。传统的缸套都是用铸铁制造，铸铁耐磨性好，但热导率较低，铝合金导热率是铸铁的 4 倍，采用铝合金制造缸套的优势是迅速将发动机燃烧产生的热量传递出去，避免机油焦化，从而显著提高发动机的升功率（功率密度）。过共晶 Al-Si 合金具有热膨胀系数小、耐磨性好、热导率高、高温性能好等特点，是制造发动机缸套的理想材料。图 1 挤压铸造件              图 2 机加工后零件                 图 3 初生硅和共晶硅分布 采用常规铸造方法成形过共晶铝硅合金，疏松倾向大，强度和韧性低，而且显微组织中初生硅的尺寸难以控制。挤压铸造是液态金属在较高外加压力（百兆帕）作用下凝固成形的一种先进铸造工艺，铸件在低速下充型，高压下凝固，内部致密，组织细小，并能通过热处理强化。 清华大学成功开发了过共晶铝硅合金缸套挤压铸造成形技术，具有非常好的发展潜力和产业化应用前景。2 应用说明采用铝合金制造发动机缸套甚至全铝发动机缸体是国外主要汽车企业开发高性能发动机的重要技术之一。采用喷射沉积加挤压或锻造工艺已有相关产品，但由于工序多、流程长造成生产率低、成本高。清华大学开发的过共晶铝硅合金缸套挤压铸造成形技术具有短流程、近净成形、优质、高效、节能等优点，目前正在与汽车发动机制造企业合作，进行技术评价与应用。 申请国家发明专利 1 项。3 效益分析缸套作为汽车发动机生产中的一个重要配件，其用量大，产品和技术相对独立，原材料充足，设备投资小，适于中小企业给发动机厂配套，特别是适合于已经在给发动机厂配套铝合金活塞等部件的企业发展这一技术和产品，易于在现有客户渠道基础上丰富产品种类，同时较高的技术含量可以避免被简单模仿和恶性竞争。

1. 成果简介预制缸套然后铸造或装配是采用铝合金制造汽车发动机缸体的一种主要成形工艺。传统的缸套都是用铸铁制造，铸铁耐磨性好，但热导率较低，铝合金导热率是铸铁的 4 倍，采用铝合金制造缸套的优势是迅速将发动机燃烧产生的热量传递出去，避免机油焦化，从而显著提高发动机的升功率（功率密度）。过共晶 Al-Si 合金具有热膨胀系数小、耐磨性好、热导率高、高温性能好等特点，是制造发动机缸套的理想材料。2 应用说明采用铝合金制造发动机缸套甚至全铝发动机缸体是国外主要汽车企业开发高性能发动机的重要技术之一。采用喷射沉积加挤压或锻造工艺已有相关产品，但由于工序多、流程长造成生产率低、成本高。清华大学开发的过共晶铝硅合金缸套挤压铸造成形技术具有短流程、近净成形、优质、高效、节能等优点，目前正在与汽车发动机制造企业合作，进行技术评价与应用。 申请国家发明专利 1 项。3 效益分析缸套作为汽车发动机生产中的一个重要配件，其用量大，产品和技术相对独立，原材料充足，设备投资小，适于中小企业给发动机厂配套，特别是适合于已经在给发动机厂配套铝合金活塞等部件的企业发展这一技术和产品，易于在现有客户渠道基础上丰富产品种类，同时较高的技术含量可以避免被简单模仿和恶性竞争。4 合作方式技术转让或合作开发。5 所属行业领域先进制造。

本发明属于锂离子电池领域，更具体地，涉及一种碳包覆正交 晶系纳米棒状 Nb2O5 材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：将油 酸和三辛胺按照比例混合均匀制得混合物 A；然后将一定量的铌酸铵 草酸盐加入到混合物 A 中搅拌得到溶液 B；将溶液 B 进行微波水热反 应；将步骤 3 中反应后得到的产物进行离心分离，得到固液混合物 C； 最后将固液混合物 C 放入管式炉中进行煅烧处理。将上述制备方法制 得的 Nb2O5 材料

（专利号：ZL 201310498905.1） 简介：本发明公开了一种具有一维核壳结构的载碳磁性纤维材料复合物的制备方法及其应用，属于水处理领域。本发明的制备方法采用铁酸钴纳米纤维作为载体，生物质材料-可溶性粉淀粉作为碳源前驱体，制备出一维核壳结构的载碳磁性纤维材料复合物材料。采用此法制得的材料富含羟基、羧基基团的碳层均匀涂布在铁酸钴纳米纤维基体上，形成的复合物材料具有良好的磁响应性，可有效去除水体六价铬。本发明的制备方法具备工艺简单，溶

该项目以津秦客运专线工程为依托，在特殊桥梁建设、特殊桥梁拆除和施工实验新装置研发三方面开展研究，形成 4 个子课题：“铁路转体斜拉桥双向非对称拆除技术研究”“戴河大桥施工综合技术研究”“津秦客运专线框架桥关键施工技术研究及配套装置研发”和“津秦客运转线配套新装置研发”。其主要发明及创新点：利用结构自身特性，首次提出双向非对称拆除斜拉桥的方法、非爆破拆除桥墩使桥梁落地的施工方法、拆除斜拉桥预应力刚性斜拉杆的施工方法。首次提出采用浅埋深拉森钢板桩作为防护围堰的基坑施工方法及用于控制大体积混凝土结构上出现

由于当前煤炭市场的变化，许多锅炉均不能保证燃用设计煤种，而且实际燃烧煤种长期处于频繁变化中，发热量过低或挥发分过低时易造成燃烧着火不及时，炉膛火焰不稳，严重时还会造成炉膛灭火，煤质趋劣还使电厂煤耗和厂用电率上升，设备可用率降低，检修和改造费用大幅上升；发热量过高或挥发分过高时易造成结焦，影响锅炉运行安全性。煤质对燃煤电厂的安全与经济运行的影响非常大。为了适应变煤种工况，在变煤种燃烧方式下做到最优化运行，保持机组长期经济运行，非常有必要对锅炉整体进行优化改造，一般的技术改造都是头痛医头、脚痛医脚，只从单一设备或局部出发进行改造，本技术特点是从电站锅炉整体全局出发，使各项改造技术达到最合理匹配。

发动机是汽车的“心脏”，不同的发动机类型决定了车的类型和最终性能。在发动 机设计中，在工艺和装备的设计、制造直至投产的整个周期中，工艺和装备的设计、制 造占有三分之二的时间成为发动机改型换代的制约因素。目前，我国发动机行业的工艺 整体布局和设计仍然依靠人工凭经验设计，其设计思想，设计手段仍停留在相当弱后的 水平上，致使发动机的关键零件生产线的规划设计不得不花费大量外汇，依靠国外来设 计规划，这与我国汽车工业的发展完全不相适应。尤其当我国加入 WTO 后，轿车工业将 面临生死存亡的严峻考验，没有“边生产，边设计，边规划，边创新”的灵活多变的高 科技的设计与制造技术，就只有被动挨打。发动机是一个复杂的体系，其零部件不仅数 量众多、结构复杂，而且结构上存在着制约关系，显而易见它的零部件的加工必然是复 杂的，并且技术要求也非常高和苛刻，这就给制订加工工艺的技术人员带来了巨大的困 难，并且不同的技术人员有不同的技术背景，当然所制订的加工工艺也就存在着很大的 随机性。为了能制造出高质、高效和低成本发动机，必然希望花费最少的人力和物力来 制订出发动机零件的加工工艺，现代计算机技术和软件技术的日新月异的发展为我们解 决这项难题提供了有利的工具和手段，开发的发动机关键零部件加工工艺系统，可以 自动生成发动机零部件的加工工艺，实现用最少的花费来解决发动机零件的加工工艺问 题，把可能发生巨额损失的可能性降到最低限度。

 针对在用汽油车的排放污染物减排， 汽车学院研究人员联合本地的汽车一类资