2024.3.20长城工程科技论坛130面向新质生产力的前沿科技展望：新能源欧阳明高ouymg@tsinghua.edu.cn习主席指出：我国能源发展仍面临需求压力巨大、供给制约较多、绿色低碳转型任务艰巨等一系列挑战。应对这些挑战，出路就是大力发展新能源。我们要顺势而为、乘势而上，以更大力度推动我国新能源高质量发展，为中国式现代化建设提供安全可靠的能源保障，为共建清洁美丽的世界作出更大贡献。能源转型历程与中国新能源革命面向新质生产力的前沿科技展望：新能源◆新能源前沿基础技术高比能锂电池氢能燃料电池光伏叠层电池◆新能源系统集成技术电动汽车(全固态电池、全自动驾驶)车网互动(以车网互动为核心、房车能路云)绿色氢能(零碳能源系统)新型储能(前面三个的集成：氢能、电池、车网互动)◆新能源革命前景展望高比能电池□2022-2025年：高镍三元等正极，石墨和硅碳负极，发展新型电解液和添加剂，实现车规级单体350Wh/kg的目标□2025-2030年：高镍三元、富锂正极和高硅、金属锂负极，液态电解质或固态电解质(二者其一或二者都行),实现车规级400Wh/kg的目标口2030-2035年：高镍三元和富锂锰正极、锂金属负极和固态电解质、金属/空气及锂硫材料体系的成功应用，实现车规级500Wh/kg的目标低成本电池口磷酸铁锂、镍锰酸锂、磷酸锰铁锂及其与三元掺混口低成本钠离子电池、Zn/Al电池和其他金属空气电池体系等4■高比能锂电池■中国动力电池材料体系研发与产业化发展趋势能量密度AWh·kg时间/年2023202520302035电池安全实验室：学校本部●国内第一例电动汽车火灾发生后成立电池安全实验室；●2015年率先提出关注三元电池电动客车安全，促成工信部开展安全评估和暂停部分电池装车；●为制定国家动力电池热蔓延法规提供技术支撑，保护乘员安全。电池燃烧量热电池充放电测试仪2005道材料合成与表征基于模型的电池设计小型电池试制线电池热分析聚态喷阀测试系统■高比能锂电池电池模组/系统热分析加速绝热量热失控测试与表征2022年度(全球唯一)IEEETransportationTechnologiesAward"ForthecontributionstobatterythermalmanagementIEEETransportationTechnologiesAwardMinggaoOuyangJhuleArtldeReductivegasmanpulotionatearfyself.heatngstogeersbiesconrolatlebatterythermallale8二Joule,2022,6(12):2810-2820.电池安全实验室：研发概况2011年以来，与全球企业和研究机构开展动力电池安全技术研发与产业化，知识产权转移及横向项目金额超过1亿元◆2011年以来，发表电池安全SCl论文超过300篇，他引22906次，ESI高被引36篇，4位全球高被引科学家◆2022年10月，应邀成为国家储能电站安全监控平台专家委员会主任单位，国防特种装备电池安全测试与咨询单位；H定到NatureEnergy,2022,7:808-817.Joule,2018,10(2):2047-2064.-=Criginandregulationcfcaygenredoxinstabilityinhighvoltagebatterycathodes鑫凳…■高比能锂电池Joule,2020,4(4):743-770.JouleodmhThermaRunawayofLthium-lonBattereswthoutIntenalShonCreutRefeMirgaingThermaRunavayofUthim-lonBalleriesomeJouleDTest0o100Lengthtime.800sSurtacetnnerSutace-BackHeight■高比能锂电池1000-90-20008013212001400电池热失控过程电池安全技术动力产品开发数学建模特性分析机理研究热失控诱因热失控发生热失控蔓延—Cel1—Cel2—Cel3—Cel4—Cel5Cel6主动安全与智能电池本征安全与固态电池被动安全与安全电池应用*模型机理reptTapeTnpeo00000Time/s机内短路不当充电瓶t0x+001400Sutace-FrontTmnp,c电针利鹅athode刚久AcnA被动安全管理：电池系统先进热管理设计——发明了电池系统分模式量化建模技术◆不同模式采用特定的物理方程，全面建立电池系统热失控蔓延模型◆以特征温度f(T1,T2,T3)查表来简化产热运算，模型计算效率提升近20倍根据仿真，发现电池壳体有两处是高危位置，温度达660℃。■高比能锂电池·系统烟气流动仿真：仿真结果eionTime5.842的SolutionTime5.842(s)So/utionTime5.842(s)olationTime5.842N主动安全监控：研发电池领域首个面向电池时序数据的大规模预训练模型PERB1.0PERB1.0基于50GWh数据训练，参数量达1亿Batche...