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成果描述：擁有獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)，采用磷鐵在水溶液中電解制備高純度FePO4，以水中的氧為產(chǎn)物提供氧源，可以實現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補充磷源或鐵源在可控氣氛下反應(yīng)制備粒度和碳含量可控的LiFePO4，避開了目前合成方法中的專利技術(shù)壁壘問題，不存在知識產(chǎn)權(quán)糾紛，將廢物循環(huán)利用與能源材料耦合起來，節(jié)能環(huán)保，從源頭上降低了磷酸鐵和磷酸鐵鋰的生產(chǎn)成本。 所采用的原料均為大宗化工產(chǎn)品，磷鐵副產(chǎn)物中的雜質(zhì)可以通過反應(yīng)工藝控制進行無害化處理，在原料的供應(yīng)和價格方面都非常穩(wěn)定；通過工藝控制和反應(yīng)原料的組合，可以將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2等副產(chǎn)物循環(huán)利用，實現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補充的鐵源或磷源充分混合，添加劑在后續(xù)的反應(yīng)中既可以起保護作用，又能形成對磷酸鐵鋰顆粒的原位包覆及控制晶粒生長作用，能夠極大提高正極材料的導電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。市場前景分析：本項目產(chǎn)品專門提供給各種電動車（包括自行車、公交車、汽車、混合動力車等）、電動工具、手機、筆記本電腦、藍牙器件、UPS不間斷電源、攝像機、播放器、游戲機、電動玩具、清潔器和極端氣候環(huán)境下的武器裝備等產(chǎn)品所需的鋰離子電池和超級電容器電極材料，特別在電動車領(lǐng)域具有非常大的市場前景。作為電動車電源，磷酸亞鐵鋰動力電池具有熱穩(wěn)定性好、安全性高、壽命長、倍率性能好、耐高溫、綠色環(huán)保等特點，備受關(guān)注。與以往的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMO2等相比，磷酸亞鐵鋰的安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒、不爆炸，穿刺不爆炸。在未來幾年內(nèi)，磷酸鐵鋰地市場需求量將達5萬噸以上，尤其是在動力型電池應(yīng)用方面對磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。目前全球磷酸鐵鋰生產(chǎn)能力小于2000噸/年，投資磷酸鐵鋰項目風險小，回報快。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1．FePO4基本參數(shù)：純度≥97%，粒度≤1μm，而且根據(jù)需要可以進行調(diào)控 2. LiFePO4基本參數(shù)： Li =~4.4%, Fe=35.4%, P=19.6%, C=2-6% 3. 物理參數(shù)： 松裝密度 ≥0.5 g/cm3 振實密度 ≥1.2 g/cm3, 中位粒徑 ~4 μm 4. 涂片參數(shù)： LiFePO4: C : PVDF=90:3:7 極片壓實密度：2.1-2.4 g/cm3 5. 電化學性能： 克容量>130mAh/g 測試條件：1C, 全電池。 克容量>140mAh/g 測試條件：紐扣0.1C, 電壓4.2-2.5V

本項目提出了將時間維度與空間維度相結(jié)合的多尺度綜合能源 需求分析與預(yù)測模型，設(shè)計并實現(xiàn)了一種面向智慧城市的綜合能源需 求分析與預(yù)測的方法，提升能源供應(yīng)規(guī)劃和營銷策略的優(yōu)化與決策支 持。 項目特色： ? 面向綜合能源時空數(shù)據(jù)的需求分析和預(yù)測可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)， 結(jié)合地理區(qū)域的相互關(guān)系來預(yù)測給定時間范圍和空間位置的 能源需求。 ? 針對綜合能源的特性，項目提出了聯(lián)合學習和遷移學習的思想 對模型進行訓練。同時優(yōu)化不同區(qū)域中多種類型能源的聯(lián)合預(yù) 測模型，將已有模型的結(jié)果遷移到訓練集數(shù)據(jù)不足的模型中， 提高能源用量預(yù)測的準確率。 ? 面向智慧城市的綜合能源信息應(yīng)用服務(wù)場景，并利用 GIS 技術(shù) 實現(xiàn)配電網(wǎng)分析和用戶用電特性分析的可視化。

一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 學號 高春林 克勞斯塔爾大學 2019 / 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 李茜 電信院/電氣工程 副教授 能源系統(tǒng)智能感知 四、項目簡介 深海生命線衛(wèi)士—復(fù)合能源管道健康管理系統(tǒng)是集能源管道實時監(jiān)測、狀態(tài)評估、故障預(yù)警、三維立體顯示、創(chuàng)新健康管理、用戶檢修策略等多功能為一體的能源管道在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工巡檢和巡邏船巡檢的故障監(jiān)測模式，將大幅度減少綜合成本。該系統(tǒng)改進了市面上監(jiān)測系統(tǒng)功能單一、顯示界面陳舊等問題，率先提出創(chuàng)新性健康管理功能，使用戶全面了解能源管道的生命周期及整體健康情況，為用戶提供高效狀態(tài)檢修策略。該系統(tǒng)定位是做能源管道健康管理系統(tǒng)先驅(qū)，守衛(wèi)深海生命線安全。

產(chǎn)品詳細介紹

鋁鎵合金是一種新型、易儲、即取的固體能量塊。其是以鋁為主體的在線供氫材料，加水實現(xiàn)平穩(wěn)釋氫。其制備工藝流程簡單、易于實現(xiàn)，且產(chǎn)品易于儲存、運輸和銷售。該項成果處于同類產(chǎn)品世界領(lǐng)先水平，其產(chǎn)業(yè)化能夠避免目前氫氣利用過程中儲存、運輸和加注等環(huán)節(jié)帶來的困擾，從而有效突破阻礙氫能源經(jīng)濟發(fā)展的技術(shù)瓶頸。 研究團隊 吉林大學材料科學與工程學院 魏存弟教授研發(fā)團隊 成果成熟度 可產(chǎn)業(yè)化。

本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需 求，研制低壓小容量能源路由器。清華大學在國內(nèi)較早開始開展能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)、 關(guān)鍵技術(shù)，并開展能源路由器以及相關(guān)信息通信技術(shù)等方面的研發(fā)工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯(lián)網(wǎng)方面的立項——“能源互聯(lián)網(wǎng)建模、分析與優(yōu)化理論研 究”，目前參與承擔國家電網(wǎng)公司科技項目“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)研究”“能源互聯(lián)網(wǎng)信息通 信體系架構(gòu)研究”和“全球視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建理論及情景分析”等直接能源互聯(lián) 網(wǎng)相關(guān)研究。能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心重大裝備，未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢會以大量電力電子裝置呈現(xiàn)，電能路由器以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，電能路由器未來能替代電力變壓器、電力電子裝備 等，加上隨著新能源和分布式新能源的發(fā)展，新能源的接入成為能源路由器的最大推手，市 場規(guī)模達到百億以上。

本課題從能源互聯(lián)網(wǎng)自下而上構(gòu)建開放互聯(lián)、對等分享的新型能源電力基礎(chǔ)設(shè)施的需求出發(fā)，提出能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵裝備。借鑒互聯(lián)網(wǎng)的理念、技術(shù)、方法和架 構(gòu)，能源路由器效仿信息網(wǎng)絡(luò)路由器，以實現(xiàn)能量交換能像信息分享一樣便捷。借助電力電 子、儲能以及信息通信技術(shù)的發(fā)展，本課題結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)用戶需求側(cè)能量交換與互聯(lián)的需求，研制低壓小容量能源路由器。 清華大學在國內(nèi)較早開始開展能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研究工作，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)、 關(guān)鍵技術(shù)，并開展能源路由器以及相關(guān)信息通信技術(shù)等方面的研發(fā)工作，并于 2014 年獲得 國家自然科學基金委首個能源互聯(lián)網(wǎng)方面的立項——“能源互聯(lián)網(wǎng)建模、分析與優(yōu)化理論研究”，目前參與承擔國家電網(wǎng)公司科技項目“能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)研究”“能源互聯(lián)網(wǎng)信息通 信體系架構(gòu)研究”和“全球視角下能源互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建理論及情景分析”等直接能源互聯(lián) 網(wǎng)相關(guān)研究。裝置的主要創(chuàng)新點如下： l 能源路由器實現(xiàn)開放式即插即用的能量交換與路由； l 能源路由器支持多路可擴展的新能源和動態(tài)負荷接入； l 能源路由器解決瞬時平衡的能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理； l 能源路由器實現(xiàn)信息—能量融合的基礎(chǔ)設(shè)施一體化； l 能源路由器在海淀北區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)項目示范應(yīng)用； 性能參數(shù)： l 研制自治微網(wǎng)能源路由器和小批量實現(xiàn)，傳輸電壓等級為低壓 380V，系統(tǒng)容量達 到百 kVA 級，響應(yīng)時間小于 10ms，接入電源類型不少于 2 種，負荷類型不少于 3 類。 l 能源路由器可實現(xiàn)基本的能量路由功能，還可提供可擴展的工作模式：潮流調(diào)節(jié)模 式（增加有功、無功統(tǒng)一調(diào)節(jié)；功率因數(shù)達到 95%以上）和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)模式（增加電能質(zhì) 量暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)指標的統(tǒng)一調(diào)節(jié)；暫態(tài)電壓補償能力超過 30%，電流諧波含量小于 5%）。