本新技术成果（ZL200910058055.7）于2012年3月21日授权。

超级电容器是一种新型绿色储能器件，拥有比功率大、充放电效率高， 寿命长等优点，在低碳经济时代展现出巨大应用前景，已经被广泛应用于电 子产品、电动汽车、混合电动汽车、无线通讯设施、信号监控、太阳能及风 力发电等领域。开发具有高能量、高循环性和低成本的超级电容器是该领域 未来重要研究之一。电极材料作为超级电容器的核心组成部分，对其储能 性能有着至关重要的影响，而具有高理论容量、低价格的过渡金属基化合物 （Fe、Co、Ni）是实现高容量、低成本超级电容器首选的电极材料。以过渡金 属基化合物为主要研究对象，对其组分及结构进行了调控，通过储能性能测 试及储能机理分析，为开发高性能、低成本的活性电极材料提供实验依据。 这一研究的开展，给组装超高能量密度的超级电容器并使其从实验室走向我们 的日常生活带来了新的前景。 1.先进性及产业化前景：提高性能、降低成本一直以来都是超级电容器发展的 主旋律，其中能量密度低是超级电容器发展面临的主要问题，因此开发出具 有高能量、成本低的超级电容器迫在眉睫。就提高性能而言，超级电容器的 电极改进是重点，主要途径是通过提高电压窗口和提高电极材料的比电容。 目前针对超级电容器电极材料的研究主要集中在：(1)改进现有的电极材料; (2)开发新型电极材料；(3)改进生产工艺，实现低成本化。目前在全球范 围内达到工业化生产水平的超级电容器基本都是以双电层为储能机制的活性 碳基超级电容器，而以贋电容为储能机制的超级电容器尚处于实验室开发阶 段，因此超级电容器还有很大的发展空间。 2.对所在行业和关联产业发展和转型升级的影响：根据超级电容器的容量大小 和功率密度，可以将其用作后备电源、替换电源和主电源。当主电源发生故障 而不能正常使用时，超级电容器便起到后备补充作用，它具有寿命长、充放电快 和环境适应性强等优点。当用作替换电源时，主要应用于对环境变化有特殊要 求的场合，例如白天太阳能提供电源并对超级电容器充电，晩上则由超级电 容器提供电源。作为主电源时，主要利用超级电容的大功率密度，一般是一个或几个超级电容器通过一定的方式连接起来持续释放几毫秒至几秒的大电 流，放电之后，再由低功率的电源对其充电。 3.市场分析：根据IDTechEX数据统计，2014年超级电容器全球市场规模为11 亿美元，预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元，年复合 增长率为31%,并预测将会以此速度预计到2018年，超级电容器全球市场规模 将达到32亿美元，年复合增长率为31%,并预测将会以此速度继续增长。我国 将“超级电容器关键材料的研究和制备技术"列入到《国家中长期科学和技 术发展纲要(2006-2020年)》，作为能源领域中的前沿技术之一。有数据显示， 2015年国内超电市场规模已经超过了 70亿元，因此，在这样的一个大背景下， 研究新材料以开发具有超高能量密度的超级电容器具有非常大的市场前景。

高掺量复合工业废渣辅助性胶凝材料属本课题组开发的“新型绿色水泥及混凝土制造技术”的组合技术之一。该技术能复合利用各种工业废渣（钢渣、矿渣、粉煤灰及其它工业废渣）制备高性能辅助性胶凝材料产品；大幅度提高了工业废渣综合利用程度和资源化效率，使工业废渣资源化利用效率提高到70％以上，在混凝土中替用水泥量60％以上。研究表明，与用普通辅助性胶凝材料（混凝土掺

本技术基于粉体流变塑变特性和改性原理，创立了一条通过优化粉体粒度组成、改善粉体塑性变形能力，采用一般成形与烧结设备制备高密度低合金粉末冶金结构件的新途径。其主要工艺流程为：首先根据水雾化铁粉颗粒的形状和粒度特征，按比例进行合批，添加母合金粉末和增塑剂（Polylub）混合后，在还原炉（温度760-820℃）中进行塑化处理，再添加专用润滑剂(C38H76N202)及石墨，获得具有良好压缩性和成形性的混合粉末；混合粉末在室温状态下，经模压成型，高温烧结后得到高密度粉末冶金结构件。与传统工艺相比，该新工艺具有以下特点和创新点：①以国产水雾化铁粉为主要原料，通过综合利用优化粉末粒度组成、添加母合金粉、增塑剂进行塑化处理，再添加石墨和润滑剂等制备高密度低合金成型粉末，显著提高了原料粉末的压缩性和成形性，为生产高密度粉末冶金结构件提供了原料保障；②针对产品结构和形状特点，改造设计了三上三下专用模架及自动送料系统，实现自动移粉，采用模壁润滑技术，有效控制了产品成分和密度的均匀性，生产效率提高1倍；③可以采用传统压机和烧结设备，所需新增投资少，制造成本低；④与原机械加工的结构件相比，具有尺寸重复性好、运行噪音低、耐磨性好、使用寿命长等特点，生产成本较机加工工艺降低47%以上，较国外温压成形工艺降低60%以上。相关产品已申请国家专利20多项，其中5项授权为国家发明专利，10项授权为国家实用新型专利。

2019年上海市技术发明特等奖 燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下： 1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。 2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。 3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。 4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。 本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。 金属双极板 金属双极板连续冲压成形   金属双极板多工位连续激光焊接 金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备 金属双极板生产

项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等

本发明公开的一种低密度高阻燃性复合多孔材料是由以下组分复合而成：无机粒子0.1～5份，聚乙烯醇0.5～10份，阻燃性可交联聚合物0～5份，阻燃剂0.1～2份，该材料的密度为12～145Kg/m3，极限氧指数为34.5～47.5％，垂直燃烧均为V-0级，峰值热释放速率为50.5～135.8kW/m2，总热释放为5.6～13.3MJ/m2。本发明还公开了其制备方法。由于本发明提供的多孔材料采用了有一定阻燃效果的无机粒子和交联聚合物和少量添加适用于基体聚合物聚乙烯醇的高效阻燃剂，因而使得这种多孔材料不仅密度低，导热系数也低，隔音效果好，机械强度好，可用作隔热、保温和隔声材料，有利于节能降耗，可以达到高的阻燃防火等级，整个制备过程无废液、废气产生，安全环保。

项目已经完成了实验室的小试阶段，进入中试阶段和批量生产阶段，完全拥有自己的知识产权和专利。本项目创新构建了以CNT为纳米茎、片状纳米过渡金属多元氧化物为枝叶的三维纳米结构材料正负电极材料。该项目创新超级电容器获得了超大比电容、高能量密度和功率密度；充电时间远小于锂离子电池（小于2分钟）；循环寿命也高于锂离子电池10倍以上。产品量产后可以广泛应用于军事装置（单兵、瞬时大推力陆用装备、无人机、空间飞行器等）、新能源汽车、工业运输装载车、电站储能设施等领域中。主要技术指标：能量密度：80Wh/kg、功率密

本发明公开了一种适用于低用户密度小区上行链路的能效优化方法，具体为：首先基站初始化计算用户密度临界值λ0(α)，根据用户发送的导频信号确定当前路径损耗因子α0，然后基站根据已经使用的信道个数计算当前小区用户密度λ′，最后判断如果当前小区用户密度λ′小于λ0(α0)时，则调用等功率控制算法，否则调用信道反转功率控制算法。本发明适用于用户端配备单天线，基站端配备任意天线的小区场景，能够提高低用户密度小区上行链路的能量效率，从而提升整个网络上行链路的能效。

本项目研发一种基于国际先进的微环流分析技术的原位水质监测系统，体积小，成本低，试剂损耗量较小，维护周期长。基于此仪器进行高密度水质监测网络的搭建，并通过无线技术将水质监测网络的数据上传到服务器，通过算法对数据进行分析，完成快速、准确的污染溯源，为水域污染的进一步防、治提供一种实时、有效的手段。