一、项目名称

面向高比能大功率储能领域的双高混合型器件关键技术研发及应用

二、提名者

山东省教育厅

三、提名意见

我单位认真审阅了该项目提名书及其附件材料，确认全部材料真实有效，确认完成人、完成单位排序无异议，相关栏目均符合山东省科学技术奖励委员会办公室的填写要求。按照要求，所有项目完成单位、所有完成人所在单位都已对申报项目的拟提名情况进行了公示，公示期间无异议。本项目对电网调频调峰、工业备电、分布式能源和推动储能装备产业升级具有重要意义。研究内容与科技创新如下：

创新点一：提出多尺度结构调控与熵稳定化协同的高性能储能电极材料制备技术。构建缺陷调控、异质界面工程和高熵工程相结合的材料设计方法。

创新点二：构建枝晶源头防控与热失控链式扩展阻断协同的多级安全防护体系。针对储能电池热失控全过程风险，形成“事前预防—事中控制—事后阻断”的系统安全方案。

创新点三：研发面向规模化集成的电池包均温热管理与一次成型叠片制造技术。针对电池包换热不均和电芯一致性不足，开发分区段变截面液体换热板，提升电池包温度一致性并降低局部过热风险。

提名等级

山东省科学技术进步奖二等奖

四、项目简介

面向“双碳”战略、新型电力系统建设和山东省绿色低碳发展需求，储能技术已成为支撑新能源消纳、电力系统稳定运行和能源结构转型的关键基础。随着新能源高比例并网、源网荷储协同调控和工业用能安全保障需求提升，发展高效率、高可靠、长寿命、高安全的混合储能系统，对支撑电网调频调峰、工业备电、分布式能源和推动储能装备产业升级具有重要意义。

电池-电容协同多时间尺度混合储能系统，是当前新型储能技术实现高比能与高功率兼顾的重要方向。然而，其规模化应用仍面临关键瓶颈：传统电极材料比容量、倍率性能和循环寿命不足，工艺复杂、成本高，难以支撑高比能与高功率协同输出；过充、过放和高负载工况下易诱发析锂枝晶、内短路和热失控，现有防护手段难以实现枝晶识别、故障抑制和扩展阻断；电池包温度分布不均、电芯一致性差和叠片效率低，制约系统长期可靠运行与规模化推广。

本项目在国家自然科学基金、山东省高校青创人才引育计划等支持下，围绕高性能高安全多时间尺度混合储能系统开展攻关，形成了“高性能电极材料—全链条安全防护—均温热管理与高效制造”一体化技术体系。

1.提出多尺度结构调控与熵稳定化协同的高性能储能电极材料制备技术。构建缺陷调控、异质界面工程和高熵工程相结合的材料设计方法。通过Se空位、预锂化调控电子结构和离子扩散动力学，提升倍率性能；通过半共格异质结和界面化学键合构筑稳定传输界面，降低扩散阻抗并增强循环稳定性；通过高熵合金气雾化制粉—直接氧化路线，实现高熵氧化物低成本、规模化制备，为混合储能系统提供高性能电极材料支撑。

2.构建枝晶源头防控与热失控链式扩展阻断协同的多级安全防护体系。针对储能电池热失控全过程风险，形成“事前预防—事中控制—事后阻断”的系统安全方案。通过双电芯构型转移过充、过放和枝晶风险，结合超声在线诊断、脉冲定向去枝晶、补液修复和正极缓衰层保护，实现析锂枝晶识别、定向修复和正极界面保护；通过热致膨胀驱动不可燃介质射流，阻断火势沿导电连接路径蔓延；通过气溶胶蜂窝板实现热失控后的定点灭火和扩展拦截。

3.研发面向规模化集成的电池包均温热管理与一次成型叠片制造技术。针对电池包换热不均和电芯一致性不足，开发分区段变截面液体换热板，提升电池包温度一致性并降低局部过热风险；发明一次成型叠片技术，减少极片损伤，提高制造效率和产品一致性，为产业化应用提供关键工程支撑。

项目形成了具有自主知识产权的多时间尺度混合储能关键技术体系，授权发明专利22项、其他知识产权20项，并在相关企业推广应用，支撑了高性能电极材料、高安全电芯、热失控防护、液冷热管理和混合储能系统产品开发。成果实现了材料设计、电芯安全与系统制造的全链条突破，提升了储能系统能量输出、功率响应、循环寿命、安全可靠性和制造一致性，为山东省新型储能装备制造、储能系统安全运行和新能源消纳能力提升提供了关键技术支撑。