01. 成果简介 质子交换膜燃料电池具有高比功率、可快速启动、无腐蚀性、反应温度低、氧化剂需求低等优势，是当前燃料电池汽车的首选，然而，针对目前质子交换膜燃料电池系统设计和控制，还存在以下问题： 1. 在考虑零下低温条件下电堆快速暖机的前提下，实现最优增湿效果，是燃料电池系统设计的一个挑战； 2. 由阳极与阴极两侧压差波动造成的燃料电池质子交换膜机械损坏、以及由燃料电池的高电位造成的燃料电池多孔碳纸化学腐蚀，是限制燃料电池寿命的重要因素； 3. 当燃料电池汽车进入隧道或者地下车库等封闭空间时，由于阳极吹扫而被排出的氢气会在该密闭空间上方聚集，产生安全隐患； 本成果提供一种能够实现阳极再循环和阴极排气再循环的燃料电池系统设计，以及相应的气体压力随动控制、气体湿度多模式控制和输出电压钳位控制，可精确控制进入电堆的氢气/空气压力、总流量、温度、湿度和氧含量等参数，具体如下： 1. 燃料电池系统对进气湿度要求较高，只有在最优增湿条件下，才能实现最高输出效率，为了实现对进气湿度的控制，目前主要由外部增湿和自增湿两种系统，前者低湿环境条件下电堆增湿效果较好；后者取消了外部增湿器，加快了零下低温条件下电堆暖机过程。本成果采用阳极+阴极双循环系统，在小负荷工况下，增大阴极循环程度，充分运用阴极生成水对燃料电池进气进行加湿；在中高负荷下降低阴极循环程度，而增高阳极循环程度，避免由于进气流量过大引起的阴极循环泵功率消耗过高的问题。兼顾低湿环境条件下提高电堆增湿效果与零下低温条件下电堆暖机过程，提高电堆效率； 2. 首先，进入燃料电池电堆的气体流量与气体压力存在一定耦合关系，导致阳极与阴极两侧气体压力将随着燃料电池发电系统的输出功率变化而变化，由此引起的阳极与阴极两侧压差波动会对燃料电池内部的质子交换膜产生机械损坏，本成果采用阳极+阴极压力快速随动控制，从而降低由压力波动造成的机械损坏；此外，在怠速或小负荷时，燃料电池的高电位会对燃料电池内部的多孔碳纸造成化学腐蚀，为此，在怠速或小负荷时，本成果通过增大阳极循环程度，降低燃料电池电位，实现对电压的钳位控制，从而降低由高电位引起的化学腐蚀；综上所述，本成果通过阳极+阴极压力快速随动控制和电压钳位控制，延长电堆寿命； 3. 由于氮气和水的浓差扩散作用，燃料电池阳极侧都会出现氮气累积和液态水水淹现象，引起燃料电池性能下降，因此需要定期对阳极侧进行吹扫，将累积的液态水、氮气与未反应的氢气一起排出。本成果在阳极出口处增加了燃料电池小面积单片，用于处理尾排氢气，从而实现燃料电池系统氢气零排放，保障燃料电池系统的运行安全。 燃料电池双循环系统02. 应用前景 本成果可应用于质子交换膜燃料电池领域。03. 知识产权 本成果涉及9项发明专利。04. 团队介绍 项目团队主要研究方向新能源汽车动力系统，团队成员包括欧阳明高、李建秋、杨福源、王贺武、卢兰光、李希浩、徐梁飞、杜玖玉、韩雪冰、冯旭宁等，课题负责人为李建秋，获得国家技术发明二等奖两项，北京市科学技术一等奖一项、中国汽车工业技术发明一等奖一项，论文发表200余篇。项目团队深度参与了中国新能源汽车的战略规划、科技研发、国际合作、示范考核和产业化推进的全过程，培育出多家学生创业型高科技企业，为中国新能源汽车跻身世界先进行列作出了重要贡献。05. 合作方式 技术许可。06．联系方式 邮箱： zhangyan2017@tsinghua.edu.cn

相关成果在英国皇家化学学会期刊《Green Chemistry》发表题为“A novel method for screening deep eutectic solvent to recycle the cathode of Li-ion batteries”的底封面文章。随着锂离子电池在移动电子、储能、运输等领域需求的快速持续增长，锂离子电池在 3-6 年内会逐步退役并产生大量的固体废弃物，但落后的废旧锂离子电池回收模式造成了严重的资源浪费。团队基于电化学原理提出了一种新型快速、简单、准确筛选低共熔溶剂（DES）还原能力的方法。经筛选后发现了一种具有较强还原能力的 DES，该结果与密度泛函理论 Fukui 函数计算结果一致。采用该 DES 可大幅降低反应温度和缩短反应时间。经研究发现：1. DES 选择性提取有价金属过程与传统湿法过程不同，主要受电子扩散和溶剂扩散控制。DES 提取过程的反应表观活化能远高于酸法和氨法回收方法，解释了在 DES 提取过程通常需要较高温度。2. 钴离子在负载 DES 中主要以六配位的八面体结构 Co(urea)2Cl2 存在。3. 负载 DES，经“稀释-沉淀-煅烧”简单工艺可得到立方尖晶石型四氧化三钴。 环境学院博士后研究员王树宾博士为第一作者，张作泰教授为通讯作者，材料系卢周广教授及工学院院长徐政和院士为合著作者。该工作得到国家自然科学基金、深圳科学技术创新委员会、广东省高校珠江学者岗位计划等项目的支持。  

目前在低速电动车市场（电动自行车、低速电动轿车、 观光车、叉车等）正在大力兴起，过去大部分都采用铅酸电池，随着新能源电池（如：磷酸铁锂、三元电池等）技 术日趋成熟，用新能源电池替代铅酸电池已是大势所趋。 而其中的保护板、BMS 是新能电池包中不可缺少的重要部件之一，其主要作是在充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值，实现电池组各单体电池的均衡，有效地改善了串联充电方式下的充电效果，同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态， 保护并延长电池使用寿命。与同类产品相比，我司产品主要优势有均衡能力较强，保护措施全面且稳定可靠，可适用于多种新能源电池，同时具备通讯、定位、人机交互等多种功能，以广泛应用到多款电动车、叉车、观光车等车 型中 。

本发明公开了一种平板式固体氧化物燃料电池，包括依次紧密 接触的阴极层、电解质层、阳极功能层以及支撑体层，所述支撑体层 背向所述阳极功能层一侧设置有气体通道，其特征在于，所述支撑层 成分包括 NiO、Fe2O3 和 NiTiO3，所述燃料电池在工作过程中，所述 NiO-Fe2O3 还原成 Ni-Fe 合金，NiTiO3 还原成 Ni 和 TiO2，TiO2 颗粒 均匀的分布在 Ni-Fe 合金骨架上。按照本发明实现的平板式固体氧化

本发明公开了一种锂电池组均衡系统及方法。本发明将锂电池组的均衡问题分为组内均衡和组间均衡两个层次，锂电池分成若干组，分别和双向 DC-DC 转换器并联，其输出端相互串联作为直流母线和发电系统的输出端以及负载并联。每组内电池通过双向开关连接，同时并联旁路开关，可实现电池动态接入。根据各组平均 SOC 分配各组输出电压实现组间均衡。根据组内单体电池 SOC 控制其动态接入可实现各组内均衡。基于本发明对锂电池组 SOC 进

本发明涉及一种钙钛矿薄膜光伏电池及其制备方法。所述的钙钛矿薄膜光伏电池是由导电透明衬底、 钙钛矿吸光层、空穴传输层和金属电极组成的。本发明的优点是：该钙钛矿薄膜光伏电池器件结构极其 简单，省去了传统的需要高温烧结的电子传输层，也不需要多孔层，钙钛矿材料本身既做吸光层也起电 子传输作用，所以不需要电子传输层。这里的钙钛矿材料对光具有非常强的吸收，整个电池也是低温制 备，不需要高温烧结等复杂过程，这有效地降低了电池的制作成本。对电池的柔性化和大面积

一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 本项目开创性地将石墨烯用于包覆钛酸锂，通过独特的加工工艺制得业内领先的石墨烯包覆钛酸锂材料，有效地解决了钛酸锂负极材料的产气问题，并以此为基础制得了高性能的钛酸锂超级电池。该电池单体可8C持续放电，20C脉冲放电，充放电循环大于30000次，10分钟可充电90%以上，低温性能优异（可在-40度环境下放电）。 石墨烯具有高导电性和优良的电化学稳定性，通过石墨烯的均匀包覆改善了钛酸锂的电子电导性，进而提升了电池的大倍率充放电能力和高低温性能。同时，石墨烯包覆降低了材料充放电过程中的极化，提高了材料的容量发挥，通过钝化钛酸锂材料表面的活性位点，解决了其产气问题。利用该负极材料做成钛酸锂超级电池，具有优异的倍率充放电性能、长寿命、高安全性能和优异的低温充放电性能。 本项目首先开发了石墨烯包覆的钛酸锂材料，采用高温固相法合成，X射线衍射图谱证明其为标准的钛酸锂尖晶石结构，微观上由100-200nm的一次颗粒组成的微米和亚微米级二次球形颗粒，D50为15±5μm，1C可逆容量大于155mAh/g。 获得了基于石墨烯包覆钛酸锂负极材料的钛酸锂超级电池，通过串并联成组后可以用于低温启动电源，轨道交通，储能等领域，在长寿命、高安全、快充和低温充放电领域具有广阔的应用前景。

近年来，环境污染问题严重，石油等不可再生资源日趋匮乏，探求汽车新的动力源已经成为世界汽车领域研究和发展的热点，燃料电池汽车作为一种新型节能汽车备受关注。质子交换膜燃料电池作为第四代燃料电池技术，不但突破卡诺循环限制，能量转换效率高，而且排放污染少，对环境极其友好。部分汽车企业已经开始进行小规模的PEMFC汽车试运行和小批量投产，加快了其商用进程。 燃料电池装置作为燃料电池汽车的动力装置，是整个装配体中最重要的部件，如何对质子交换膜燃料电池（PEMFC）进行有效的热管理，对其工作效率、使用寿命和运行经济性有着极其重要的意义。 通过对燃料电池的热分析，与上汽合作搭建起36kW的Plug-in燃料电池发动机试验平台。 借助试验平台，可以对电堆进行大量实验，并且可以分析电堆的输出的功率，极限功率，及功率调节特性等动力数据；还可以分析电堆的散热性能，以及散热效果对电堆的功率影响等基础数据。

电动汽车具有节能、环保的显著特点，是先进汽车的发展方向，具有巨大的市场前景。纯电动车、混合动力电动车、燃料电池电动车在其动力系统构型中，均采用了动力蓄电池，目前采用的动力电池主要有镍氢动力电池、锂离子动力电池，动力电池SOC值是实现电动车辆控制的重要参数，SOC估算是电动汽车动力电池管理模块的重要功能，动力电池管理模块是电动车辆的关键零部件。 北航所研制的电动汽车动力电池SOC智能估算技术及管理模块可适应与锂离子、镍氢等多种类型以及多种规格的动力电池配套，并满足电动车用的相关要求，主要技术指标：电压检测精度±0.6％，电流检测精度±0.5％，温度检测精度±0.5℃；SOC估算精度5%。 本项目取得的研究成果具有自主知识产权，实现了电动车辆关键零部件的国产化、具有了一定的电池管理模块产业化生产的技术基础，应用前景广阔，社会效益和经济效益显著。

新冠肺炎常规通过病史、CT等进行病情评估，但重症病房应用超声不便，还需要评估重症患者的心脏等多器官，然而操作者绝大多数不是专业超声医生，这为如何在治疗重症患者的过程中更好地发挥超声的作用提出了难题。深圳国际研究生院袁克虹团队与深圳华声医疗技术股份有限公司合作，用人工智能技术赋能5G超声设备，增添采集心肺关键标准切面的导航以及关键参数的自动测量等功能，辅助医生对重症病人进行动态评估和治疗。 袁克虹团队与深圳华声医疗技术股份有限公司1月中旬组成研发团队，在已有合作工作的基础上，针对新冠肺炎重症患者临床超声的迫切需求开展联合攻关，半个月就获得了较好的成果。该技术从2月初开始在武汉协和西院等多家医院使用，在一定程度上辅助了医生对重症患者进行疾病的动态评估和治疗指导。 目前该技术正由国家感染性疾病临床研究中心（深圳市第三人民医院）牵头开展进一步研究，将完善和改进现有功能，优化远程诊断流程，实现超声为医生治疗重症患者提供更智能、更可靠、更专业的帮助。