评审组:能源与化工组
项目名称:金属锂基高比能特种电池体系的调控理论与方法
提名等级:一等奖
提名专家意见:
  1. 姓名:介万奇
    工作单位:西北工业大学
    技术职称:教授
    学科专业:特种功能材料
    提名专家意见:该成果围绕军民领域能源系统应用关键储能材料构效关系及特种电源复杂环境使役特性等关键科学问题开展了系统研究,揭示了基底电子构型及晶格匹配效应分别对金属锂负极形核及晶体生长行为的作用机制,创新性提出了金属锂电结晶行为调控理论;提出了前驱体超氧化效应及近表层共格型异质相设计理念调控富镍氧化物正极材料,实现了高比能电池用富镍氧化物材料的低温可控合成及长循环应用;建立了系列金属锂基高比能特种电池器件构筑准则,阐明了器件在极端环境的失效机制,支撑保障了特种电源的高可靠应用。研究成果理论创新性高,5篇代表性论文发表在Nat. Commun.等期刊,SCI他引522次,ESI高被引论文2篇。成果得到韩国科学与技术院Jungho Hwang院士、美国科学院崔屹和鲍哲南院士等国际同行高度评价:“为金属锂电极提供了商业化机会”、“照亮了实用化金属锂电池的未来”。成果对相关领域研究具有引领和示范作用,部分成果已成功应用于万米深潜器、长续航无人机等装备,具有显著的国防和社会经济效益。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省自然科学奖提名条件。提名该项目为陕西省自然科学奖一等奖。
  2. 姓名:潘洪革
    工作单位:西安工业大学
    技术职称:教授
    学科专业:储能材料与技术
    提名专家意见:该成果聚焦新型储能技术用电极材料及器件开发所涉及的基础科学问题,取得了一系列具有重要科学意义与应用前景的创新性成果:阐明了金属锂电结晶形核-生长行为与基体特性的相互作用机理,揭示了锂表面稳定化新机理,解决了高活性锂负极贮存及应用稳定性难题;明确了体表协同工程对富镍正极材料性能的增强机制,提出了高性能富镍正极合成新范式;厘清了电源器件在极端环境及多工况下的性能衰减机制,有力推动了金属锂基特种化学电源的应用进程。研究成果理论创新性高,发表了SCI论文138篇,其中5篇代表作他引次数522次,授权发明专利40项。在上述理论成果指导下,相关技术已成功应用于陕西应用物理化学研究所研制的高稳定性金属锂基引信电源与陕西红马科技有限公司开发的高性能富镍正极材料产品;同时,团队自主开发的超高压原位电化学测试平台为“奋斗者”号、“思源号”等全海深潜水器深潜任务的顺利完成提供了耐久性、可靠性基础科学支撑,得到了主研单位的高度认可和评价,成果应用效果显著。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省自然科学奖提名条件。提名该项目为陕西省自然科学奖一等奖。
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:谢科予
    排名:1
    行政职务:系主任
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)项目负责人,制定项目整体规划,提出学术思想及技术路线;(2)提出了高活性金属锂负极电结晶新机制与表面稳定化改性新机理,对发现点一做出了主要贡献;(3)揭示了富镍正极体相与界面协同增强性能机制,对发现点二做出了主要贡献;(4)建立了电池器件构筑准则,揭示了电池器件在极端环境下性能衰减机制,对发现点三做出了主要贡献;(5)5篇代表性论文的通讯作者(附件编号1-1、1-2、1-3、1-4、1-5)。
  2. 姓名:沈超
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副研究员
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)本项目主要完成人,共同提出了基底调控锂取向生长作用机制,建立了金属锂表面改性新技术,对发现点一做出了主要贡献;(2)提出了前驱体超氧化调制晶体有序性及近表层异质相增强界面稳定性新思路,对发现点二做出了主要贡献;(3)参与开发了系列金属锂基高比能特种电池器件,对发现点三做出了主要贡献;(4)代表性论文3的通讯作者,代表性论文1,2,4,5的合作作者(附件编号1-1、1-2、1-3、1-4、1-5)。
  3. 姓名:李楠
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)本项目主要完成人,进行了基底孤对电子调控锂高密度形核以及石墨烯界面诱导金属锂晶体生长相关研究,提出了金属锂电结晶形核-生长行为调控机制,对发现点一做出了主要贡献;(2)基于前驱体超氧化效应制备了晶体结构有序的富镍层状相正极材料,对发现点二做出了主要贡献;(3)进行了电池器件在极端环境下服役相关研究,对发现点三做出了主要贡献;(4)代表性论文1,3,4的第一(含共同第一)作者,代表性论文2,5的合作作者(附件编号1-1、1-2、1-3、1-4、1-5)。
  4. 姓名:原凯
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:中北大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)本项目主要完成人,参与搭建了金属锂负极表面稳定化改性的装备原型,对发现点一做出了主要贡献;(2)进行了前驱体超氧化调制富镍层状相正极材料晶体有序性相关研究,对发现点二做出了主要贡献;(3)制备了多孔介质中间层,对发现点三做出了主要贡献;(4)代表性论文3的第一作者,代表性论文2,4的合作作者(附件编号1-2、1-3、1-4)。
  5. 姓名:高余良
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:内蒙古大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)本项目主要完成人,制备了用于金属锂电结晶的石墨烯基底,对发现点一做出了主要贡献;(2)进行了电池器件在超重力环境下的服役行为研究,对发现点三做出了主要贡献;(3)代表性论文5的第一作者,代表性论文1的合作作者(附件编号1-1、1-5)。
  6. 姓名:张坤
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:(1)本项目主要完成人,进行了金属锂生长的理论模拟,对发现点一做出了主要贡献;(2)参与揭示了前驱体超氧化对材料体相晶体有序性的调控机理,对发现点二做出了主要贡献;(3)进行了电池器件在超重力环境下服役的相关理论模拟,对发现点三做出了主要贡献;(4)代表性论文1的共同第一作者,代表性论文2,3,5的合作作者(附件编号1-1、1-2、1-3、1-5)。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:该项目在国家级人才计划、国家自然科学基金、军口国家级项目以及省部级项目等支持下,由西北工业大学组织实施并完成。学校为项目研究和实施提供了充分的人力、物力、财力支持,对项目执行情况进行了监督、管理和协调,保障了项目组高质量完成了全部研究任务。在西北工业大学的支持下,项目组聚焦金属锂基高比能特种电池体系的调控理论与方法这一行业核心基础科学问题,取得系列突破性进展:阐明了基底电子构型对金属锂电沉积形核与生长行为的作用机制,首次揭示了基于界面电势差驱动的金属锂原位稳定化新机理;阐明了体相晶格点阵有序性与共格型外延层对正极性能的协同增强机制,率先提出了前驱体超氧化调制晶体有序性及近表层异质相增强界面稳定性的创新思路;建立高比能特种锂电池器件构筑准则,成功开发系列金属锂基特种电池,揭示极端环境下的电池性能衰减机制,提出性能强化及高可靠应用控制策略,为锂基特种电池的军民两用进程提供了有力支撑。项目5篇代表作均发表于能源与化学工程领域国际权威期刊,成果获得本领域知名专家学者的高度认可与积极评价。部分成果已应用于陕西应用物理化学研究所、中国船舶集团第七一二研究所、上海空间电源研究所、陕西红马科技有限公司、万向一二三股份公司等多家军工院所及高新技术企业的攻关项目与产品开发中,产生了显著的国防与社会经济效益。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处