超越传统的电池体系 基金委发布重大研究计划项目指南

     【蜂耘网   电子电工】下一代电池新体系对于推进我国“双碳”战略目标如期实现具有重要意义，关键电化学能源体系与我国经济发展和战略需求密切相关，需要多学科交叉协同攻关，形成从先进电化学能源原理到体系性技术方法的全链条原始创新，为我国未来储能领域提供强有力的理论技术支撑。
 
　　日前，国家自然科学基金委员会发布《超越传统的电池体系重大研究计划2024年度项目指南》(以下简称《项目指南》)，超越传统的电池体系重大研究计划面向“双碳”战略和国家安全的重大需求，针对储能电池与动力电池在能量密度、功率密度、安全性、环境适应性、资源与成本等方面面临的关键科学问题和技术瓶颈，发展超越传统的电池体系和相关理论，为我国下一代电池创新发展提供科学支撑。
 
　　《项目指南》明确目标：聚焦电池体系的能量与物质可控输运规律，突破传统平板电极界面电荷层理论、“摇椅式”嵌脱储能机制、传统电池材料体系与架构以及当前研究范式等，发挥多学科交叉融合研究优势，围绕超长寿命、高稳定性储能电池与超高比能动力电池新体系创新，取得前瞻性基础研究成果，引领全球电池科技变革，支撑我国“双碳”战略和能源科技自立自强。
 
　　针对核心科学问题，《项目指南》提到，本重大研究计划围绕以下三个核心科学问题展开研究：
 
　　(一)多场耦合下的电子、离子、分子等多物种输运规律。
 
　　电池体系中物种的运动规律与输运理论，多物理场(电、磁、力、热、光等)耦合的多子传输与动态反应机制。
 
　　(二)跨尺度、多结构的能量-物质传递与转化规律。
 
　　电池体系中物质与能量输运的多尺度环境演变行为，多相微环境中电化学活性位点的协同机制和构效关系，电池全生命周期的结构演变规律。
 
　　(三)带电界面的相互作用与调控机制。
 
　　能量高密存储与高效转化的电池体系中电极与电解质表界面的作用机制，电池带电界面调控和性能提升规律。
 
　　围绕上述科学问题，以总体科学目标为牵引，对于探索性强、选题新颖、前期研究基础较好的申请项目，将以培育项目的方式予以资助，研究方向包括“电池新概念及新结构”、“电池新理论及人工智能方法”、“电池新表征方法及机制”、“电池新材料及创制策略”、“颠覆性电池储能新体系”。
 
　　围绕前沿科学问题和产业重大需求，以总体科学目标为牵引，对于前期研究成果积累较好、对总体目标有较大贡献的申请项目，将以重点支持项目的方式予以资助，鼓励与企业联合申报，研究方向包括“电池系统工况表征新技术”、“基于丰产元素的本质安全电化学长时储能新体系”、“高比能高功率高安全的动力电池新体系”、“高比能长寿命高安全的全固态电池”、“极端条件下能质高效转化的电池新体系”、“电池人工智能大模型与数据共享平台”。
 
　　据悉，2024年度资助计划拟资助培育项目约25项，直接费用资助强度不超过80万元/项，资助期限为3年，培育项目申请书中研究期限应填写“2025年1月1日-2027年12月31日”；拟资助重点支持项目约6项，直接费用资助强度约为300万元/项，资助期限为4年，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2025年1月1日-2028年12月31日”。
 
　　我国当前关键储能技术整体缺乏变革性技术支撑，产业链革新挑战亟需科学基础创新突破，应围绕储能安全、能量密度、多工况适用性以及战略存储资源四个系统性挑战，聚焦基于“多场耦合的电子输运规律”和“多尺度下反应机制探究”关键科学问题，构建“超越传统的电池体系”新机制，推进储能技术变革发展，进而建立新的理论体系，推进关键储能产业升级，努力提升我国在电化学储能赛道的优势地位。

（蜂耘电子电工网   责任编辑：辛渺）