评审组:材料科学组
项目名称:储能电池用新型钒锰基电极材料的结构调控与电化学性能增强机制
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 项目立足全球储能产业发展需求,针对钒锰基材料晶格衰退、动力学迟滞制约储能应用的关键科学难题,取得三项具有原创性的科学发现:一是构建“非原位表征+原位表征+电化学行为解析+理论计算”多维协同研究方法,实现材料电子、离子、晶格动态演化全过程解析,从原子尺度厘清钒锰基材料多电子协同储能耦合规律;二是建立“合成方法-材料结构-电化学性能”关联调控体系,形成多路径微纳结构制备技术,有效提升钒基锂、钠离子电池容量与循环稳定性;三是发展层间预嵌与异质结构协同调控策略,确立质子插层性能描述符,阐明界面电场与催化转化作用机制,有效改善水系锌离子电池能量密度不足、锂硫电池多硫化物穿梭等固有问题。 相关成果丰富了电化学储能材料基础理论体系,为高性能储能电极开发提供了重要理论指引。项目在Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等中科院一区Top期刊发表高水平论文60篇,代表性成果获得多位院士专家的高度评价和积极引用,获得国内外同行广泛认可。 研究依托多项国家自然科学基金、陕西省重点研发等,搭建多级科研平台,培育多名省级高层次人才;相关理论技术已落地国防装备、施工运输设备、光伏储能系统示范应用,近三年创造显著产业经济效益,助力材料学科与产业协同进步。 提名材料齐全、规范,经完成单位公示,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术奖提名条件。
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:李文斌
    排名:1
    行政职务:院长助理
    技术职称:教授
    工作单位:西安理工大学
    完成项目时所在单位:西安理工大学
    对本项目主要学术贡献:作为项目负责人,全面统筹项目整体攻关规划、研究进度推进、技术方案把控及报奖全流程工作,牵头主导各子项核心研究工作,为代表性论文1(Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 62: 202215654)的通讯作者,代表性论文2(Adv. Funct. Mater., 2024, 34: 2303211)和3(Adv. Funct. Mater., 2023, 34: 2310143)的共同作者,以及代表性论文5(Chem. Eng. J., 2020, 384: 123385)的第一作者,见必备附件1。
  2. 姓名:李向阳
    排名:2
    行政职务:部长
    技术职称:研究员
    工作单位:西安机电信息技术研究所(中国兵器工业集团第二一二研究所)
    完成项目时所在单位:西安机电信息技术研究所(中国兵器工业集团第二一二研究所)
    对本项目主要学术贡献:主要贡献为主要科技创新1.1.2揭示钒锰基协同储能核心机制,明晰电荷补偿与离子输运规律和1.3.1层间预嵌精准调控,优化电荷传输与储能效能,为代表性论文3(Advanced functional Materials, 2023, 34: 2310143)的第二作者,见必备附件1。
  3. 姓名:秦戬
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安理工大学
    完成项目时所在单位:西安理工大学
    对本项目主要学术贡献:主要贡献为主要科技创新1.1.3阐明离子嵌入-转化耦合机制,解析微结构对反应路径影响和1.3.1层间预嵌精准调控,优化电荷传输与储能效能,为代表性论文4(Nano Energy, 2020, 71: 104594)的第一作者和代表性论文2(Advanced functional Materials, 2024, 34: 2303211)的共同作者,见必备附件1。
  4. 姓名:宋学霞
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:陕西科技大学
    完成项目时所在单位:西安理工大学
    对本项目主要学术贡献:主要贡献为主要科技创新1.2.2晶格电子协同调控,优化本征特性,突破动力学限制和1.2.3界面相构同步优化,强化反应可逆,提升综合性能,为代表性论文2(Advanced functional Materials, 2024, 34: 2303211)的第一作者,见必备附件1。
  5. 姓名:王晶晶
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:助理工程师
    工作单位:西安理工大学
    完成项目时所在单位:西安理工大学
    对本项目主要学术贡献:主要贡献为主要科技创新1.2.3界面相构同步优化,强化反应可逆,提升综合性能和1.3.2 异质结构协同优化,强化反应可逆与循环稳定,为代表性论文1(Angewandte Chemie International Edition, 2022, 62: 202215654)和2(Advanced functional Materials, 2024, 34: 2303211)和3(Advanced functional Materials, 2023, 34: 2310143)的共同作者,见必备附件1。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西安理工大学
    单位贡献:西安理工大学为本成果牵头研发与统筹协调单位,全程主导项目整体设计、技术路线制定与落地实施,全面负责项目组织管理、资源保障与进度推进,是项目顺利完成、产出系列原创性成果的核心统筹与技术支撑主体。 项目研发期间,我校统筹各方研发力量,明确各合作单位分工,集中投入核心科研资源与专项经费,牵头开展核心技术攻关与整体方案优化整合,主导论文发表、专利申报等主要学术成果与知识产权产出工作。同时,我校为合作单位提供实验数据共享、关键技术支持与科研平台保障,统筹协调解决跨学科、跨单位研发难题,保障项目协同推进。 在研发成果方面,我校是1.1.1、1.1.2、1.2.2、1.2.3及1.3成果的主要完成单位,核心团队全程负责上述成果的方案设计、实验攻关与成果凝练,并深度参与1.1.3、1.2.1成果的联合研究,为项目整体技术突破筑牢核心基础。 在项目保障方面,我校科学统筹项目实施,组建专业核心研发团队,搭建完善的组织管理与保障机制,为项目推进提供坚实人员与组织支撑;投入专用实验场地、关键科研设备,建立规范化设备运维保障体系,保障实验工作高效稳定开展。依托校内高水平测试平台与专业技术团队,全程提供实验测试、数据分析等技术支撑,保障学术成果的科学性与专业性。此外,我校建立全流程进度督查机制,常态化跟踪项目进展,及时化解研发与实施难题,确保项目按计划高质量完成。

  2. 单位名称:西安机电信息技术研究所(中国兵器工业集团第二一二研究所)
    单位贡献:西安机电信息技术研究所(中国兵器工业集团第二一二研究所)作为项目第二完成单位,深度参与联合攻关与成果落地全流程工作。研发阶段,重点参与钒锰基协同储能核心机制揭示(1.1.2成果)、层间预嵌精准调控(1.3.1成果)和异质结构协同优化(1.3.2成果)三部分内容研究,结合军用化学电源的工况要求,开展材料配方优化、制备工艺改良与综合性能测试,验证不同工况下材料稳定性与动力学性能,完善技术方案,助力攻克钒锰基材料动力学迟滞等技术难题,同步参与相关学术论文撰写工作。 在应用推广方面,依托自身军工科研与装备研发优势,牵头推进成果在国防领域示范应用,将高容量、高倍率氧化钒正极材料应用于微型无人作战平台、单兵班组能源系统、特种便携电源等装备,完成多轮实地测试与工况适配优化,有效填补部分特种储能材料技术短板。同时,本单位开放专业实验场地、精密检测设备与军工工况模拟平台,提供试验条件与技术支持,配合牵头单位完成技术迭代、成果核验,保障项目顺利实施。本单位充分发挥军工技术与应用优势,推动技术成果转化落地,为项目科技创新、国防场景应用及整体效益提升作出重要贡献。

  3. 单位名称:陕西科技大学
    单位贡献:陕西科技大学为本成果第三完成单位,全程全力支撑项目各项研发工作开展。学校充分整合校内学科与科研优势,从研究实施、资源保障、技术支撑及成果凝练等方面全方位投入,有效保障项目有序推进、顺利结题,助力团队在钒锰基储能材料理论研究与工程应用领域取得关键性突破,为项目整体原创性成果的形成贡献了重要支撑力量。 在核心技术研发方面,我校是1.1.3、1.2.1成果的主要完成单位,研究团队全程深度参与该部分内容的方案设计、实验实施、性能测试与成果验证工作,同时主动参与项目其他模块的技术攻关,补齐项目研发关键环节,为项目整体核心技术突破提供了重要支撑。 在项目组织与硬件保障方面,学校科学统筹校内研发工作,配齐配强专职研究人员,搭建完善的校内组织保障机制,为项目落地实施提供坚实的人员与组织支撑。同时,学校提供专属实验场地及全套配套实验设备,建立常态化设备运维与安全保障体系,保障各类科研设备稳定高效运行,为项目系列实验研究顺利开展筑牢硬件基础。 在成果培育与凝练方面,学校依托专业的专利研发与撰写优势,全程支撑项目发明专利申报工作,重点负责专利技术方案梳理、创新点提炼、申请文件撰写与优化,保障项目知识产权成果高质量落地。同时,凭借深厚的学科积累与成果编制经验,对项目研究总结、学术论文撰写及各类申报材料进行系统打磨与完善,有效提升了项目成果的完整性、规范性与专业性,为项目整体高水平成果输出提供了有力保障。

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