本项目以制备超快高储能柔性器件为导向，建立基于界面纳米复合材料的新技术。通过水热法和电化学方法在柔性导电基底上构建纳米阵列/金掺杂二氧化锰的三维纳米复合电极，作为正极；通过水热法和热处理法在柔性导电基底上生长多孔氧化铁纳米复合材料，作为负极，组装全固态薄膜器件。利用纳米复合材料的多方面优势加速电子/离子在活性材料中的传递，进而达到超快高储能的目的。基于纳米复合材料的全固态薄膜器件可展现出超快充电能力（10 V/s），比常规电容器的充电时间快10-100倍。这是国际上基于金属氧化物赝电容薄膜型超级电容器研究领域的一个重大突破。此外，本项目以开发超快超柔储能器件为导向，开发了一种热力学诱导自发组装和原位掺杂结合碳热还原的方法来实现石墨烯纳米筛粉体和薄膜的宏观可控制备，解决了传统石墨烯材料纵向物质传输差的局限。通过控制碳热温度，可以调节石墨烯纳米筛表面的孔密度，即孔径大小可控（10~100 nm）。与传统石墨烯薄膜电极相比，石墨烯纳米筛表面丰富的孔结构使得其作为电极材料时拥有更大的比表面积，而且电解质离子可以在垂直于平面的轴向上传递，缩短了离子传输路径。

对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

项目简介： 对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

相变储能纤维是将相变材料与纤维通过一系列方法复合产生的一种智能纤维新品种，是相变储能材料的拓展应用之一。相变储能纤维既具有纤维的各种特性又具有相变储能调温功能，可以如空调一般调节环境温度。相变储能纤维直接通过纺织加工得到各种“空调”纺织品，而无需在纺织品上进行涂层、后整理、填充等相变储能功能化操作。 相变储能纤维一般有以下应用领域：手套、帽子、鞋类、运动服装、内衣、背心夹克、头盔、护膝

利于层状纳米材料比表面积大的特点，在碳基柔性衬底上制备了高性能柔性 超级电容器，及葡萄糖传感器。超级电容器的能量密度最大为50.2Whkg-1，功率密度为8002 W kg-1 at 17.6 Wh kg-1，充电1分钟能点亮两只绿色LED灯3 到5分钟。性能处于国际先进水平，成果先后发表于JALC0M ，714(2017) 63-70； 763 (2018) 926-934 等。 非酶葡萄糖传感器：检测范围为0. 002mM~4. 096mM，检测极限为0. 53uM(信 噪比为3)，响应时间为3s，另外还具有较优异的选择性与再现性，因此该复合 材料是高性能非酶葡萄糖传感器的潜在候选者。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。加快储能技术与产业发展，对于构建以新能源为主体的新型电力系统，实现碳达峰碳中和具有重要意义。据预测，到2050年，我国锂电池储能将达到400吉瓦，年均增长26%。然而，锂离子电池固有的安全性问题使其大规模应用遇到了瓶颈。2019年美国亚利桑那州一起锂电池储能系统火灾，今年4月我国某储能电站爆炸，韩国近年来30座电池储能电站发生火灾，均造成重大人员伤亡和经济损失。因此，储能系统的消防安全问题已成为制约锂离子电池储能大规模推广的关键瓶颈。 现有技术的痛点问题是：1、锂离子电池火灾机理有差异；2、锂离子电池灭火剂适用性不强；3、现有灭火剂不具备高效降温能力；4、实时健康状态监测技术缺乏；5、预警技术作用重视不够；6、技术规范建设严重滞后。

本项目针对大容量电池储能系统的灵活供电问题，设计了集装箱式的电池储能系统。在高档别墅、机场、工厂、社区等孤岛环境下，该移动储能系统能有效提高电能质量和稳定性。 本课题成功开发了100Kw移动电池储能系统，针对电池与用电负荷之间的交直流转换，移动电池储能系统PCS采用了先进的T型三电平拓扑，该拓扑具输出电压谐波含量小、导通损耗小等特点，配合空间矢量调制还能够提高直流电压利用率。为应对直流侧550-700V的电池电压， 高达100KW功率的高压大功率使用场合，拓扑采用的IGBT耐压能力强，功率密度高，大大缩小了PCS的体积。整个移动电池储能系统的电池、PCS以及散热装置集成在集装箱内，使用灵活，在具备电网接入的条件下可对电池进行充电， 其他情况下电池放电进行能量供应。 该项目曾获安徽省科技计划项目资助，项目具有重大的科研价值，项目成功实现产品转化，解决了孤岛条件下的稳定供电问题。

1】制冷系统：复叠式制冷系统，采用HC制冷剂，进口压缩机。 2】显示精度：微电脑控制，控温精度0.1℃。 3】显示界面：10寸高性能LCD电容屏，触控敏锐，直观显示箱内温度、环境温度、输入电压等数据和温度曲线。箱内温度异常时，主页温度显示醒目红色提醒用户。 4】物联系统：选配物联APP随时随地监控设备运行状态，系统故障自诊断和报警，保障样本安全。 5】可选配样本管理功能：液晶屏内置无线wifi模块，可与计算机无线连接，使用样本库软件，精确存取样本；扫码枪扫描入库，从PC端到触摸屏，双屏同步，安全、准确、便捷。 6】权限保护：密码保护、指纹模块（选配）、打卡模块（选配）支持多用户共用管理一台冰箱。 7】噪声：碳氢压缩机和优化设计结构，超级静音。 8】均匀性：设定温度在-40～-86℃范围调节，箱内温度均匀度≤±3℃，  9】报警及安全保护：多种故障报警（高低温报警、传感器故障报警、冷凝器脏报警、环温过高报警、断电报警）。 三种报警方式（喇叭报警、灯光闪烁报警、APP推送短信报警（选配））；多重保护功能（开机延时保护、密码保护、压机延时保护、压机高温保护、压力过高保护）。 10】外观：全新外观设计，美观大方；  11】手把：全新设计一体式手把，开门容易。 12】 5V冷链监控：预埋5V冷链供电线，可选配5V冷链模块，实时监控箱内温度、环温、电压等数据。 13】数据接口：标配RS485数据接口，可同计算机连接，显示箱内温度，监控设备状态。 14】密封性能：内外门五层密封结构，密封效果好，不易结霜。 15】材料：机器箱壳采用冷轧钢板涂层；内胆采用δ0.8材料全防腐特殊耐低温镀锌板涂层，发泡层采用新型高性能VIP真空隔热保温材料。 16】内门：四个，每个内门具有可靠密封条，单独密封。可独立分别存取物品，以减小箱内温度波动，并有效保证物品安全保存。 17】安全锁：双锁设计，冰箱自带挂锁锁孔，可配备两把挂锁。配有转锁钥匙锁（带4把钥匙），还可以选配打卡和指纹电磁锁，安全保存物品；支持多用户共用管理一台冰箱。 18】留言/记事本功能：方便多用户共用一台冰箱时，相互之间留言，以及自己创建记事本，备忘。 19】数据上传/下载：可以通过USB接口和网络上传和下载箱内设置、温度、报警记录以及事件记录等。 20】配置文件：可通过USB接口和网络上传和下载配置文件，将一台冰箱的设置参数和数据等信息复制到其它冰箱。 21】事件记录：可记录开门事件、密码修改、设置修改、账户登录等记录。 22】USB模块：标配USB，用于记录箱内温度、设置温度、高低温报警、环温等，可储存数据15年以上。 23】脚轮：配备万向脚轮，灵活，可移动、可锁定。 24】进门尺寸：最小进门尺寸880mm，将外门开到180°，拆掉机舱前面罩，从宽度方向进门。 25】平衡孔：门体平衡孔设计，彻底解决短时间内连续多次开门不用等待。 26】标配单机版物品管理（样本管理）系统：针对非使用冻存架、盒、管的用户方便记录物品的存储位置和出入库记录。 27】可选配温度记录仪/打印机：用于记录冰箱运行过程中的箱内温度。

本发明公开了一种分形网状相变储能装置，由储能单元体和载冷剂通组成，载冷剂通道位于储能单元体内外体外，储能单元体由壳体、传热肋片及相变材料构成，传热肋片为分形网状结构并配置在壳体内，壳体内非传热肋片区域填充相变材料；传热肋片为分形网状结构，其级数为m级，m≥2且m为整数，每级传热肋片发散系数N＝4，即每个第j级的传热肋片生成4个j+1级传热肋片，第j+1级传热肋片的中心位于第j级传热肋片的四个顶角。该发明利用分形网状结构的特征，增加了储能装置的有效换热面积，减少罐体内的换热死区，同时增大了传热肋片与相变材料之间的有效导热系数，实现热量从点(面)到面(点)的快速传递，进而提高储能装置的效率，减少能量损失。

中国科学技术大学李晓光团队联合清华大学沈洋教授课题组在高储能密度柔性电容器领域取得重要进展。研究者成功找到了一种可以大幅度提高聚合物基复合材料击穿电场强度和介电储能密度的方法，该方法可推广至不同的柔性聚合物电介质材料，为今后高储能电容器的设计提供了一种可行的方案。该成果在线发表在《先进材料》杂志上。