电子科技大学长三角研究院(湖州)发布多项新能源材料与系统成果

发布时间: 2026-04-20    作者:    来源: 电子科技大学长三角研究院(湖州)   点击率:  

科技创新,贵在落地;成果转化,重在融合。作为扎根湖州、服务区域的重要科创力量,电子科技大学长三角研究院(湖州)主动对接国家战略,深度融入浙江省“415X”先进制造业集群体系与湖州市“1366”产业体系,已形成一批具有自主知识产权、产业化前景广阔的优质成果。


本期成果一览

1. 动力电池核心材料及成组应用

2. 基于干法电极技术的三高混合电容电池

3. 新型锂负极及固态锂电池

4. 沥青质生物质硬碳合成技术

5. 宽温域高比能高功率锂离子电池技术


1. 动力电池核心材料及成组应用:

给动力电池装上“聪明大脑”与“安全铠甲

应用场景:动力电池及电动轮船

技术研发:三大痛点驱动技术布局

电动汽车和燃料电池的最大痛点并非续航,而是寿命说不准、热失控防不住、能量效率上不去。究其原因,传统石墨负极已逼近能量密度极限,热管理材料要么重、要么效果差,混动系统的能量分配多停留在固定规则阶段,难以适应真实路况。该技术围绕这三大短板,从材料到系统完成了全套布局。

技术亮点:石墨烯负极+气凝胶热控+模糊逻辑混动

负极材料:改进传统水热法工艺,制备出比容量更高,倍率性能更好的石墨烯基负极材料,具备量产可行性。

热管理:将气凝胶用于电池模组隔热与均温,冬可锁热、夏可隔温,将热失控蔓延时间延长3倍以上。

核心系统:开发了动力电池-燃料电池复合能源管理策略,采用多级模糊逻辑控制,根据车辆状态、路况和能量余量动态分配功率,氢耗降低约12%。

此外,基于核心参数的寿命预测模型,可提前数十个循环预判性能衰减,为梯次利用和二手车评估提供依据。

技术应用:已在城市客车上实现50万公里实车验证

该技术应用在某城市客车首批10辆氢燃料电池示范车上,累计单车运行里程超过50万公里,未发生因热管理失效导致的功率限制,电池寿命衰减优于预期,控制策略运行稳定。未来,该技术将联合电池厂、整车厂、热管理企业,共同推进中试与量产落地。


2. 基于干法电极技术的三高混合电容电池:

干法工艺革新,解锁电容“三高”新性能

应用场景:低温供电场景、大功率供电场景

技术研发:破解传统电容电池的工艺

与性能瓶颈

传统湿法电极工艺存在溶剂回收能耗高、涂布均匀性差、活性物质负载受限等问题,制约了电容电池性能发挥和安全特性。本技术聚焦独创的新型干法电极技术路线,通过特殊配方及无溶剂化粉体成膜技术,从根本上攻克了传统电容电池比能量/比功率较低,安全特性不佳的技术难题,为规模化生产奠定了基础。

技术亮点:高比能+高比功率+高安全,实现电化学“三高”协同

该方案围绕干法电极技术的核心配方、成膜工艺及性能优化开展系统研究,成功研制出具有市场竞争力的“三高电容电池”,实现了三大核心指标的协同突破:

高比能量:单体比能量超过150Wh/kg,显著领先国内外同类产品;

高比功率:单体比功率超过15kW/kg,支持3分钟快速充电,满足大功率瞬时供电需求;

高安全:研制产品100%通过针刺及其它滥用试验,全生命周期内无安全隐患。

技术应用:可实现单体电芯及系统的规模化制备

已完成实验室验证并向工程化阶段迈进,可实现单体电芯及系统的规模化制备,目前已在智能电网调频、重载电动卡车及储能装备等领域实现初步应用,有效解决了短时调频、峰值功率输出和低温启动等实际工况中的供电难题,典型应用场景包括智能电网混合调频、矿区无人驾驶电动卡车和高寒地区车辆启动等。2026年,预计将为相关企业带来超8000万的收益。



3.新型锂负极及固态锂电池:

三维合金骨架,构筑锂电新未来

应用场景:高能量密度电池的可充电负极,

如金属锂电池、锂空电池、锂硫电池等

技术研发:破解金属锂负极的实用化难题

金属锂是下一代高能量密度电池的理想负极材料,但锂枝晶生长、体积膨胀等问题长期制约其应用。本技术利用相分离原理,成功开发出含有三维连续锂合金骨架的新型锂负极带/箔材,从源头破解这一难题。

技术亮点:三维合金骨架+超薄连续制备,兼顾性能与工艺

该方案采用“一步法”相分离工艺,直接制备出三维连续锂合金骨架结构的新型负极,带来两大核心优势:

结构稳定,循环优异:三维合金骨架如同一张精密的“锂宿主网”,为锂沉积提供均匀空间,有效抑制枝晶生长、缓冲体积膨胀,让负极在反复充放电中保持稳定;

超薄连续,可规模制备:已实现箔材连续小规模机械化制备,单次可制得厚度10~500微米、宽度5~20厘米、长度10~20米的超薄带材。

基于该负极组装的固态锂电池样机已完成实验室验证,负极与固态电解质“配合默契”,展现出良好的界面兼容性与循环性能。

技术应用:面向下一代高能量密度电池体系

已完成样机验证。核心应用为高能量密度电池的可充电负极,覆盖金属锂电池、锂空电池、锂硫电池三大路线,在新能源汽车、高端储能等领域前景广阔。后续将联合企业推进中试放大与电芯集成验证,加速工程化应用。目前,已与知名电池企业合作中。


4. 沥青质生物质硬碳合成技术:

变废为宝,打造低成本高性能负极材料

应用场景:储能电池、低速电动车电池

技术研发:破解负极材料成本高、容量低的双重困境

传统负极材料长期面临成本高、容量低的困境。本技术以沥青、竹木等来源广泛的碳前驱体为原料,通过改进预氧化和碳化工艺,成功制备出沥青基和生物质基硬碳材料,为高性能低成本负极材料开辟了新路径。

技术亮点:工艺改进+原料革新,兼顾性能与经济性

该方案的核心在于对预氧化和碳化环节的精准调控,将原本致密的原料转化为具有丰富纳米孔道和闭孔结构的硬碳材料,带来两大优势:

成本显著降低:沥青和竹木均为工业副产物或农林废弃物,来源广泛、价格低廉,大幅降低原料成本;

容量有效提升:硬碳特有的无序结构提供更多储锂/储钠活性位点,有效改善传统负极容量偏低的短板。

目前,该材料已装配电池并完成初步测试,展现出良好的电化学性能,正积极探索硬碳产业化发展路径。

技术应用:已与企业合作开展中试工作

已完成实验室级别的材料制备和性能验证,核心应用方向包括储能电池和低速电动车电池,分别满足大规模储能对低成本、长循环负极材料的需求,以及为低速电动车提供经济实用的动力解决方案。目前已与相关企业开展中试研究,预计实现年产超2000吨的新型硬碳材料。


5.宽温域高比能高功率锂离子电池技术:

从极寒到高温,全天候不掉链

应用场景:储能、深海/深空/极地等全天候应用、工程车、电网调频、电动工具和超级快充

技术研发:突破锂电的“怕冷”瓶颈

普通锂电池一到冬天就续航打折、充电变慢,这是行业长期以来的痛点。该技术从电解液和正极材料入手,研制出高安全宽温域电解液和耐低温高倍率磷酸铁(锰)锂正极,攻克了锂电池的低温应用难关。

技术亮点:宽温域+高比能+高功率,三项全能

该方案通过高压实极片浸润、全极耳集流、大圆柱电芯结构设计等一系列创新,实现了三大核心优势:

宽温域:工作温度拓宽至-40℃到80℃,从极地严寒到赤道高温全场景覆盖;

高比能:在极端温度条件下仍能保持能量密度不缩水;

高功率:全极耳与大圆柱设计大幅降低内阻,为高功率输出扫清障碍。

其中,宽温域电解液保障极端温度下的锂离子传导效率,耐低温高倍率正极材料专门解决低温充放电难题。电池既不怕冷也不怕热,功率输出不打折,在国内外同类技术中具备明显竞争优势。

技术应用:具备接近量产阶段的工程化水平

该技术已具备接近量产阶段的工程化水平,可广泛应用于储能、深海/深空/极地等全天候极端环境、工程车、电网调频、电动工具及超级快充等场景。后续将联合电池企业、特种装备制造商及新能源车企,共同推动宽温域高能效锂电技术的规模化落地。

电子科技大学长三角研究院(湖州)发布多项新能源材料与系统成果
发布时间: 2026-04-20 来源: 电子科技大学长三角研究院(湖州)

科技创新,贵在落地;成果转化,重在融合。作为扎根湖州、服务区域的重要科创力量,电子科技大学长三角研究院(湖州)主动对接国家战略,深度融入浙江省“415X”先进制造业集群体系与湖州市“1366”产业体系,已形成一批具有自主知识产权、产业化前景广阔的优质成果。


本期成果一览

1. 动力电池核心材料及成组应用

2. 基于干法电极技术的三高混合电容电池

3. 新型锂负极及固态锂电池

4. 沥青质生物质硬碳合成技术

5. 宽温域高比能高功率锂离子电池技术


1. 动力电池核心材料及成组应用:

给动力电池装上“聪明大脑”与“安全铠甲

应用场景:动力电池及电动轮船

技术研发:三大痛点驱动技术布局

电动汽车和燃料电池的最大痛点并非续航,而是寿命说不准、热失控防不住、能量效率上不去。究其原因,传统石墨负极已逼近能量密度极限,热管理材料要么重、要么效果差,混动系统的能量分配多停留在固定规则阶段,难以适应真实路况。该技术围绕这三大短板,从材料到系统完成了全套布局。

技术亮点:石墨烯负极+气凝胶热控+模糊逻辑混动

负极材料:改进传统水热法工艺,制备出比容量更高,倍率性能更好的石墨烯基负极材料,具备量产可行性。

热管理:将气凝胶用于电池模组隔热与均温,冬可锁热、夏可隔温,将热失控蔓延时间延长3倍以上。

核心系统:开发了动力电池-燃料电池复合能源管理策略,采用多级模糊逻辑控制,根据车辆状态、路况和能量余量动态分配功率,氢耗降低约12%。

此外,基于核心参数的寿命预测模型,可提前数十个循环预判性能衰减,为梯次利用和二手车评估提供依据。

技术应用:已在城市客车上实现50万公里实车验证

该技术应用在某城市客车首批10辆氢燃料电池示范车上,累计单车运行里程超过50万公里,未发生因热管理失效导致的功率限制,电池寿命衰减优于预期,控制策略运行稳定。未来,该技术将联合电池厂、整车厂、热管理企业,共同推进中试与量产落地。


2. 基于干法电极技术的三高混合电容电池:

干法工艺革新,解锁电容“三高”新性能

应用场景:低温供电场景、大功率供电场景

技术研发:破解传统电容电池的工艺

与性能瓶颈

传统湿法电极工艺存在溶剂回收能耗高、涂布均匀性差、活性物质负载受限等问题,制约了电容电池性能发挥和安全特性。本技术聚焦独创的新型干法电极技术路线,通过特殊配方及无溶剂化粉体成膜技术,从根本上攻克了传统电容电池比能量/比功率较低,安全特性不佳的技术难题,为规模化生产奠定了基础。

技术亮点:高比能+高比功率+高安全,实现电化学“三高”协同

该方案围绕干法电极技术的核心配方、成膜工艺及性能优化开展系统研究,成功研制出具有市场竞争力的“三高电容电池”,实现了三大核心指标的协同突破:

高比能量:单体比能量超过150Wh/kg,显著领先国内外同类产品;

高比功率:单体比功率超过15kW/kg,支持3分钟快速充电,满足大功率瞬时供电需求;

高安全:研制产品100%通过针刺及其它滥用试验,全生命周期内无安全隐患。

技术应用:可实现单体电芯及系统的规模化制备

已完成实验室验证并向工程化阶段迈进,可实现单体电芯及系统的规模化制备,目前已在智能电网调频、重载电动卡车及储能装备等领域实现初步应用,有效解决了短时调频、峰值功率输出和低温启动等实际工况中的供电难题,典型应用场景包括智能电网混合调频、矿区无人驾驶电动卡车和高寒地区车辆启动等。2026年,预计将为相关企业带来超8000万的收益。



3.新型锂负极及固态锂电池:

三维合金骨架,构筑锂电新未来

应用场景:高能量密度电池的可充电负极,

如金属锂电池、锂空电池、锂硫电池等

技术研发:破解金属锂负极的实用化难题

金属锂是下一代高能量密度电池的理想负极材料,但锂枝晶生长、体积膨胀等问题长期制约其应用。本技术利用相分离原理,成功开发出含有三维连续锂合金骨架的新型锂负极带/箔材,从源头破解这一难题。

技术亮点:三维合金骨架+超薄连续制备,兼顾性能与工艺

该方案采用“一步法”相分离工艺,直接制备出三维连续锂合金骨架结构的新型负极,带来两大核心优势:

结构稳定,循环优异:三维合金骨架如同一张精密的“锂宿主网”,为锂沉积提供均匀空间,有效抑制枝晶生长、缓冲体积膨胀,让负极在反复充放电中保持稳定;

超薄连续,可规模制备:已实现箔材连续小规模机械化制备,单次可制得厚度10~500微米、宽度5~20厘米、长度10~20米的超薄带材。

基于该负极组装的固态锂电池样机已完成实验室验证,负极与固态电解质“配合默契”,展现出良好的界面兼容性与循环性能。

技术应用:面向下一代高能量密度电池体系

已完成样机验证。核心应用为高能量密度电池的可充电负极,覆盖金属锂电池、锂空电池、锂硫电池三大路线,在新能源汽车、高端储能等领域前景广阔。后续将联合企业推进中试放大与电芯集成验证,加速工程化应用。目前,已与知名电池企业合作中。


4. 沥青质生物质硬碳合成技术:

变废为宝,打造低成本高性能负极材料

应用场景:储能电池、低速电动车电池

技术研发:破解负极材料成本高、容量低的双重困境

传统负极材料长期面临成本高、容量低的困境。本技术以沥青、竹木等来源广泛的碳前驱体为原料,通过改进预氧化和碳化工艺,成功制备出沥青基和生物质基硬碳材料,为高性能低成本负极材料开辟了新路径。

技术亮点:工艺改进+原料革新,兼顾性能与经济性

该方案的核心在于对预氧化和碳化环节的精准调控,将原本致密的原料转化为具有丰富纳米孔道和闭孔结构的硬碳材料,带来两大优势:

成本显著降低:沥青和竹木均为工业副产物或农林废弃物,来源广泛、价格低廉,大幅降低原料成本;

容量有效提升:硬碳特有的无序结构提供更多储锂/储钠活性位点,有效改善传统负极容量偏低的短板。

目前,该材料已装配电池并完成初步测试,展现出良好的电化学性能,正积极探索硬碳产业化发展路径。

技术应用:已与企业合作开展中试工作

已完成实验室级别的材料制备和性能验证,核心应用方向包括储能电池和低速电动车电池,分别满足大规模储能对低成本、长循环负极材料的需求,以及为低速电动车提供经济实用的动力解决方案。目前已与相关企业开展中试研究,预计实现年产超2000吨的新型硬碳材料。


5.宽温域高比能高功率锂离子电池技术:

从极寒到高温,全天候不掉链

应用场景:储能、深海/深空/极地等全天候应用、工程车、电网调频、电动工具和超级快充

技术研发:突破锂电的“怕冷”瓶颈

普通锂电池一到冬天就续航打折、充电变慢,这是行业长期以来的痛点。该技术从电解液和正极材料入手,研制出高安全宽温域电解液和耐低温高倍率磷酸铁(锰)锂正极,攻克了锂电池的低温应用难关。

技术亮点:宽温域+高比能+高功率,三项全能

该方案通过高压实极片浸润、全极耳集流、大圆柱电芯结构设计等一系列创新,实现了三大核心优势:

宽温域:工作温度拓宽至-40℃到80℃,从极地严寒到赤道高温全场景覆盖;

高比能:在极端温度条件下仍能保持能量密度不缩水;

高功率:全极耳与大圆柱设计大幅降低内阻,为高功率输出扫清障碍。

其中,宽温域电解液保障极端温度下的锂离子传导效率,耐低温高倍率正极材料专门解决低温充放电难题。电池既不怕冷也不怕热,功率输出不打折,在国内外同类技术中具备明显竞争优势。

技术应用:具备接近量产阶段的工程化水平

该技术已具备接近量产阶段的工程化水平,可广泛应用于储能、深海/深空/极地等全天候极端环境、工程车、电网调频、电动工具及超级快充等场景。后续将联合电池企业、特种装备制造商及新能源车企,共同推动宽温域高能效锂电技术的规模化落地。