新能源汽车的迅猛发展，为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到 2020 年底，城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达 60 万辆。目前使 用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电 池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程 2 倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200 mAh/g)，其容量是现有商业化 的石墨负极的 10 多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响 其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包 覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能 源部高度评价了该项研究成果（2015 年仅有 2 项研究成果受此殊荣）。

万立骏院士，1957 年 7 月出生于辽宁省新金县，1987 年 6 月于大连理工大学获硕士学位，1996 年 3 月在日本东北大学获博士学位，1998 年回国到中国科学院化学研究所工作。2009 年 11 月当选为中国科学院院士。主要从事扫描探针显微学、电化学和纳米材料科学的研究。发展了化学环境下的扫描探针技术，在表面分子吸附和组装规律、纳米图案化、表面手性研究等方面取得系列成果。致力于能源转化和存储器件的表界面化学、电极材料制备方法学和材料结构性能的研究，设计制备了系列高性能纳米金属材料、金属氧化物材料和锂离子电池正负极材料等，并应用于能源和水处理领域。该工作通过光学显微镜对凝胶态聚合物电解液(GPEs)中锂离子的沉积/脱嵌过程的电化学行为及形成机理进行了研究。研究表明在低电流密度下，锂离子倾向于在电极表面均匀沉积，成微球状。当电流密度增大时，表面沉积的锂会演变成苔藓状进而形成枝状晶须。此外，作者通过剥离枝晶表面的SEI壳层，利用原子力显微镜(AFM)及电化学阻抗谱(EIS)对其尺寸，形貌，模量及电导率进行了测试。结果表明这类原位生长的SEI具有较为优异的理化特性，有希望直接引入固体电解液锂金属电池中对锂枝晶的生长进行有效的抑制。该研究阐释了锂枝晶的结构演变过程，并对其表面SEI层进行了深入的表征，有助于我们进一步认识锂金属电池的衰降机制。2020 年重要锂电成果有：Angew. Chem. Int. Ed.：通过人工非晶正极电解质界面实现持久电化学界面助力固/液态混合锂金属电池Angew. Chem. Int. Ed.：利用中温转化化学构建空气稳定、锂沉积可调节的石榴石界面Angew. Chem. Int. Ed.：准固态锂金属电池中锂枝晶及其固态电解质界面层的界面演化 J. Am. Chem. Soc.：准固态锂电池中 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 表面正极界面层的动态演化J. Am. Chem. Soc.：全固态合金金属电池的微观机理：调节均匀锂沉积和柔性固态电解质界面演变

本发明公开了一种钠离子电池负极材料，其特征在于，该电极 材料为碳和硫形成的复合材料，其中，所述复合材料中的碳由芳香族 化合物碳化热解得到，该复合材料中的硫可以是以单质硫形式，碳硫 键形式或氧硫键形式存在，或者其中的多种形式存在。本发明还公开 了一种钠离子电池电极材料的制备方法技巧应用。本发明的材料用作 钠离子电池负极具有高的比容量和良好的循环稳定性的特点，其制备 方法简单，原料来源广泛，成本低廉，绿色环保，安全无害。

中国科大俞书宏院士团队与姚宏斌、倪勇教授团队合作提出了在不牺牲锂离子电池能量密度的前提下，在石墨负极内部引入颗粒尺寸以及孔隙率的梯度异质分布结构设计，实现了石墨负极快充性能提升。

随着微电子行业等微型化科技的快速发展，薄膜材料得到广泛应用。薄膜电池作为微型电源器件具有广阔发展空间。薄膜材料对于硅基负极而言，其短程储锂深度和单向膨胀的优势能够有效克服硅基材料的本征导电率低和体积膨胀大的问题。开发无需粘结剂的硅基负极薄膜材料对于薄膜负极发展意义深远。项目通过物理沉积方法，实现电极结构设计与导电型材料复合，改善硅基材料低导电率问题，优化硅基材料体积膨胀缓冲空间，从而完成无粘结剂硅基材料制备和倍率、循环等性能的提高。

本发明公开了一种超级电容器、负极及其制备方法。该负极依次包括导电基底，以及生长于导电基底表面的无定形碳层，所述无定形碳层中嵌有粒径为 2nm～40nm 的锰氧化物颗粒，所述无定形碳层的厚度为 2nm～300nm，所述锰氧化物颗粒包括 Mn3O4 颗粒以及 MnO颗粒，所述 Mn3O4 颗粒以及 MnO 颗粒的质量比小于 5:8。本发明选择由 Mn3O4 纳米颗粒以及 MnO 纳米颗粒组成的锰氧化合物层作为负极的活性材

二、项目简介兰炭也称半焦碳，以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在兰炭生产过程中，小于 3 mm的兰炭粉末约占总质量的 10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近 20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。二、性能优势1.兰炭基负极材料电化学性能表 1 兰炭基负极材料电化学性能首次脱离容量市场定位库伦效率 0.5C/300 次循环 1C/300 次循环材料(%)（mAh/g）（mAh/g）（mAh/g）361兰炭负极高82.63373142.兰炭粉末制备人工石墨的优势：（（（1）原始材料基本无成本，通常作为废料处理；2）催化剂有效催化兰炭石墨化，人工石墨品质高，催化剂成本低；3）人工石墨容量高，循环性能好，可作为高品质动力电池使用。国内某知名锂离子电池负极生产企业将容量大于 350mAh/g 的负

        VSM（也叫做M-H磁滞曲线测量系统）测量磁性材料的基本磁性能(如磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，升温曲线、升/降温曲线、降温曲线、温度随时间的变化等)，得到相应的各种磁学参数(如饱和磁化强度，剩余磁化强度，矫顽力，最大磁能积，居里温度，磁导率(包括初始磁导率)等)，可测量粉末、颗粒、片状、块状等磁性材料，VSM可以测量从-196℃到900℃的温度变化的磁性变化。   主要参数： 测量磁矩范围：10-3emu-300emu（灵敏度：5*10-5emu） 相对精度（30emu）：优于±1% 重复性（30emu）：优于±1% 稳定性（30emu）：预热24小时，24小时连续工作优于±1% 温度范围：从-196℃到900℃ 固定磁极间距35mm，极面直径60mm 磁场：由电磁铁提供，从0-3.5T   主要参数： 抗磁，顺磁，铁磁，亚铁磁，反铁磁材料和各向异性材料 颗粒状和连续磁记录材料以及GMR，CMR，交换偏置和旋转阀材料 磁光材料 容易容纳散装材料，粉末，薄膜，单晶和液体     VSM的组成：   型号 DXV-550 电磁铁 √ 稳流电源 √ 振动头，振动架 √ 振动杆，样品室 √ 振动源 √ 锁定放大器 √ 高斯计 √ 探测线圈 √ 电脑 √ 打印机 √ VSM可以单独准备高温和低温设备。     主要设备：   电磁铁 电磁铁应为可调式双共轭或固定间隙的。 45°放置 型号 高低温磁场，磁极间距：35mm（T） 冷水方式 DXV-550 3.4 水冷 DXV-400 3.0 水冷 DXV-380 2.7 水冷 DXV-300 2.4 水冷 DXV-250 2.2 水冷 DXV-220 2.0 水冷 DXV-175 1.6 水冷 DXV-130 1.2 自然冷却 DXV-100 0.8 自然冷却 DXV-60 0.5 自然冷却   稳流源 电源为可调式高稳定度稳压稳流自动转换直流电源，功率为2～30KW 。在稳流状态时，稳流输出电流能在额定范围内连续可调 (一)主要功能 　　(1)输出功率：额定功率从1-12kw。 　　(2)保护：缺相保护、过流保护、短路自动保护。 　　(二)技术指标 　　(1)电源为稳流输出：电流值可从0-额定值连续可调。 　　(2)显示方式： 电流表4位半LCD数字显示。 　　(3)显示精度：±(1%+2个字) 　　(4)当负载为电磁铁，且输出电流大于最大电流一半时，电源输出的电流稳定度优于5*10-4 　　(5)工作时间：连续8小时工作(环境温度20±5℃) 　　(6)输入电压：单相220V/三相380V±10%        (7)输入频率：50Hz   振动系统 包括振动杆、机械振动头支架、样品室及探测线圈   磁测单元 (1)量程分300emu、150emu、80emu、40emu、30emu、15emu、8emu、4emu、3emu、1.5emu、800memu、400memu、300memu、150memu、80memu、40memu、30memu和15memu (2)磁场量程：0.5kOe”、“1kOe”、“2kOe”、“4kOe”、“8kOe”、“16kOe” 和 “32 kOe” 显示在4位半LCD数字表头。.分辩率0.1mT，相对精度优于±1%。 (3)振动源输出频率180Hz,频率稳定度优于10-5，输出功率大于50W。   联想电脑 打印机：hp-1018 高温炉和温度控制设备: 加热功率是100W. 炉子的温度范围是室温到900℃ 通过4位半LED数字控制。分辨率：0.1℃ 低温杜瓦和温度控制装置 样品室的温度与控制范围是 77K-273K 通过4位半LED数字控制，分辨率：0.1K  

采用超声波或机械方法将镍氢电池负极残片中的储氢合金粉和导电剂从电极基片上剥离，经过一系列的处理后，得到了性能与原合金粉完全一致的回收粉，回收粉的成本是原合金粉的30%。同时对失效镍氢电池负极合金粉采用化学方法去除表面氧化层，经真空电弧炉熔炼除渣后，根据合金元素的分析结果，经补充必要的元素，再进行一次真空熔炼，即得到性能与原合金粉相同的再生合金粉，其成本是原合金粉的40%。该技术生产工艺简单、合金元素得到了充分的利用，成本低廉、无环境污染。经查新，国内外尚无先例，具有明显的创新性，属于国际先进水平。

锂离子电池是用于便携式电子设备和电动汽车的最先进的电化学储能技术，然而以石墨作为负极的传统锂离子电池的比容量较低且能量密度已接近极限，难以满足人们对高能量密度二次电池的需求。