解质与固体电极、气体电极等新型电化学表界面动态模型;探明电、磁、力、热、光等多物理场耦合下的电荷转移新机制,研究流体电池热质传递和电化学反
应耦合过程,构建电池全生命周期全要素数字孪生系统和碳足迹模型。
2. 电池新机制及表征技术。
针对传统电化学储能机制下的电池性能瓶颈,建立突破现有体系性能极限的电池新机制;针对传统分析技术难以研究电池真实工况的问题,发展先进的原
位、工况表征新方法,揭示真实条件下电化学反应机理,阐明电极材料结构组成、电解液与界面微观结构及动态演变规律;研究电池传感响应特性,开发电池
无损-工况-全范围检测方法;探索人工智能数据处理和信息提取融合方法,剖析电化学反应过程和机制。
3. 电池新材料及创制策略。
针对现有电池材料在储能密度、速率以及安全性、寿命、成本等方面的不足,突破传统电池材料性能和资源瓶颈,开发基于丰产元素的高比能电池新材
料,高安全宽温域阻燃液态和固态电解质,安全且高效的电极材料和关键辅材;建立电池材料基因数据库和材料筛选的高效率智能算法,提出基于数据驱动的
电池关键材料理性设计新方法。
4. 电池新体系及研究范式。
针对现有电池体系在安全性、能量特性、环境适应性等方面的瓶颈问题,探索安全性好、比能量高和环境适应能力强的电池新体系,揭示其电化学储能反
应机理和能质传输规律;基于上述新体系的特点,提出融合大科学装置、人工智能等先进技术手段和前沿理论方法的精准、高效研究新范式。
(二)重点支持项目。
围绕核心科学问题,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,研究
方向与培育项目相同,研究内容更加聚焦于以下三类体系:
1. 基于丰产元素的电化学储能新体系。
针对现有储能电池安全风险高、资源受限等问题,开发基于丰产元素的新型高安全电活性物质、正负极、电解质等关键材料,阐明电化学反应过程和能质
传输过程基本规律;通过先进表征和模拟方法,厘清电池失效机制,并提出结构调控策略,发展低成本、长寿命、本质安全、宽温域、快响应的储能电池新体
系,实现电池80%深度充放电超万次循环的性能突破,优化模组集成和系统管理,明确在规模性能量存储等领域中的应用。
2. 能量高密快速储存的动力电池新体系。
针对现有动力电池续航里程短和充电速度慢等问题,创制高性能固态电解质、新型电解液、比能高和稳定性好的正负极新材料和电池新架构;结合原位表
征技术和多尺度理论计算模拟,解析电池中物质与能量输运规律,阐明材料构效关系,揭示材料、电极、电池、模组等不同尺度下结构演变规律,发展高比
能、本质安全、快充放、宽温域的动力电池新体系,实现电池能量密度高于700Wh/kg和在10C倍率充电的性能突破,优化模组集成与系统管理,并实现在动
力电源中的应用。
3. 极端条件下能质高效转化的新体系。
针对超宽温域、高压力、微重力、高湿度、强冲击、高加速度、强辐照等极端环境与力学条件下的能量高效可逆存储需求,探明极端条件下荷质传输动力
学与过程强化规律,创制耐受极端条件的电池材料体系新架构,开发满足极端条件使用要求的长贮存、快激活、高比能电池,实现电池工作温域宽于−70℃~
+80℃、抗过载能力大于20000g(加速度)或贮存寿命大于20年的性能突破,并提出电池系统集成管理和评测方法。
四、项目遴选的基本原则
(一)紧密围绕核心科学问题,注重需求及应用背景约束,鼓励原创性、基础性和交叉性的前沿探索。
(二)优先资助能够解决超越传统的电池体系中的基础科学难题并具有应用前景的研究项目。
(三)重点支持项目应具有良好的研究基础和前期积累,对总体科学目标有直接贡献与支撑。
五、2023年度资助计划
拟资助培育项目24项,直接费用资助强度约为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“2024年1月1日-2026年12月31日”;
拟资助重点支持项目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“2024年1月1日-2027年12月31
日”。
六、申请要求及注意事项
(一)申请条件。
本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件:
1. 具有承担基础研究课题的经历;
2. 具有高级专业技术职务(职称)。
在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。
(二)限项申请规定。