關(guān)于發(fā)布超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南的通告

國科金發(fā)計(jì)〔2023〕23號

　　國家自然科學(xué)基金委員會(huì)現(xiàn)發(fā)布超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南，請申請人及依托單位按項(xiàng)目指南中所述要求和注意事項(xiàng)申請。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

2023年5月26日　　

超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2023年度項(xiàng)目指南

　　超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃面向“雙碳”戰(zhàn)略和國家安全的重大需求，針對儲(chǔ)能電池與動(dòng)力電池在能量密度、功率密度、安全性、環(huán)境適應(yīng)性、資源與成本等方面面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題和技術(shù)瓶頸，發(fā)展超越傳統(tǒng)的電池體系和相關(guān)理論，為我國下一代電池創(chuàng)新發(fā)展提供科學(xué)支撐。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　聚焦電池體系的能量與物質(zhì)可控輸運(yùn)規(guī)律，突破傳統(tǒng)平板電極界面電荷層理論、“搖椅式”嵌脫儲(chǔ)能機(jī)制、傳統(tǒng)電池材料體系與架構(gòu)，以及當(dāng)前研究范式等，發(fā)揮多學(xué)科交叉融合研究優(yōu)勢，圍繞超長壽命儲(chǔ)能電池與超高比能動(dòng)力電池新體系創(chuàng)新，取得前瞻性基礎(chǔ)研究成果，引領(lǐng)全球電池科技變革，支撐我國“雙碳”戰(zhàn)略和能源科技自立自強(qiáng)。

　　二、核心科學(xué)問題

　　本重大研究計(jì)劃圍繞以下三個(gè)核心科學(xué)問題展開研究：

　?。ㄒ唬┒鄨鲴詈舷碌碾娮?、離子、分子等多物種輸運(yùn)規(guī)律。

　　電池體系中物種的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與輸運(yùn)理論，多物理場（電、磁、力、熱、光等）耦合的多子傳輸與動(dòng)態(tài)反應(yīng)機(jī)制。

　　（二）跨尺度、多結(jié)構(gòu)的能量-物質(zhì)傳遞與轉(zhuǎn)化規(guī)律。

　　電池體系中物質(zhì)與能量輸運(yùn)的多尺度環(huán)境演變行為，多相微環(huán)境中電化學(xué)活性位點(diǎn)的協(xié)同機(jī)制和構(gòu)效關(guān)系，電池全生命周期的結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。

　?。ㄈщ娊缑娴南嗷プ饔门c調(diào)控機(jī)制。

　　能量高密存儲(chǔ)與高效轉(zhuǎn)化的電池體系中電極與電解質(zhì)表界面的作用機(jī)制，電池帶電界面調(diào)控和性能提升規(guī)律。

　　三、2023年度資助研究方向

　?。ㄒ唬┡嘤?xiàng)目。

　　圍繞上述科學(xué)問題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對于探索性強(qiáng)、選題新穎、前期研究基礎(chǔ)較好的申請項(xiàng)目，將以培育項(xiàng)目的方式予以資助，研究方向如下：

　　1. 電池新理論及計(jì)算方法。

　　針對傳統(tǒng)雙電層理論和空間電荷層理論無法精準(zhǔn)描述恒定電極電勢、恒定離子強(qiáng)度、非平衡態(tài)、離子極化場、復(fù)雜界面雙電層等電化學(xué)屬性的問題，發(fā)展針對復(fù)雜電池體系原位、動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)和過程的精確、高效計(jì)算新方法，建立從微觀到介觀的跨尺度復(fù)雜界面理論體系；構(gòu)建超濃電解液、高熵電解液、固態(tài)電解質(zhì)與固體電極、氣體電極等新型電化學(xué)表界面動(dòng)態(tài)模型；探明電、磁、力、熱、光等多物理場耦合下的電荷轉(zhuǎn)移新機(jī)制，研究流體電池?zé)豳|(zhì)傳遞和電化學(xué)反應(yīng)耦合過程，構(gòu)建電池全生命周期全要素?cái)?shù)字孿生系統(tǒng)和碳足跡模型。

　　2. 電池新機(jī)制及表征技術(shù)。

　　針對傳統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能機(jī)制下的電池性能瓶頸，建立突破現(xiàn)有體系性能極限的電池新機(jī)制；針對傳統(tǒng)分析技術(shù)難以研究電池真實(shí)工況的問題，發(fā)展先進(jìn)的原位、工況表征新方法，揭示真實(shí)條件下電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，闡明電極材料結(jié)構(gòu)組成、電解液與界面微觀結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)演變規(guī)律；研究電池傳感響應(yīng)特性，開發(fā)電池?zé)o損-工況-全范圍檢測方法；探索人工智能數(shù)據(jù)處理和信息提取融合方法，剖析電化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)制。

　　3. 電池新材料及創(chuàng)制策略。

　　針對現(xiàn)有電池材料在儲(chǔ)能密度、速率以及安全性、壽命、成本等方面的不足，突破傳統(tǒng)電池材料性能和資源瓶頸，開發(fā)基于豐產(chǎn)元素的高比能電池新材料，高安全寬溫域阻燃液態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)，安全且高效的電極材料和關(guān)鍵輔材；建立電池材料基因數(shù)據(jù)庫和材料篩選的高效率智能算法，提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電池關(guān)鍵材料理性設(shè)計(jì)新方法。

　　4. 電池新體系及研究范式。

　　針對現(xiàn)有電池體系在安全性、能量特性、環(huán)境適應(yīng)性等方面的瓶頸問題，探索安全性好、比能量高和環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的電池新體系，揭示其電化學(xué)儲(chǔ)能反應(yīng)機(jī)理和能質(zhì)傳輸規(guī)律；基于上述新體系的特點(diǎn)，提出融合大科學(xué)裝置、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段和前沿理論方法的精準(zhǔn)、高效研究新范式。

　?。ǘ┲攸c(diǎn)支持項(xiàng)目。

　　圍繞核心科學(xué)問題，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對于前期研究成果積累較好、對總體目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請項(xiàng)目，將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目的方式予以資助，研究方向與培育項(xiàng)目相同，研究內(nèi)容更加聚焦于以下三類體系：

　　1. 基于豐產(chǎn)元素的電化學(xué)儲(chǔ)能新體系。

　　針對現(xiàn)有儲(chǔ)能電池安全風(fēng)險(xiǎn)高、資源受限等問題，開發(fā)基于豐產(chǎn)元素的新型高安全電活性物質(zhì)、正負(fù)極、電解質(zhì)等關(guān)鍵材料，闡明電化學(xué)反應(yīng)過程和能質(zhì)傳輸過程基本規(guī)律；通過先進(jìn)表征和模擬方法，厘清電池失效機(jī)制，并提出結(jié)構(gòu)調(diào)控策略，發(fā)展低成本、長壽命、本質(zhì)安全、寬溫域、快響應(yīng)的儲(chǔ)能電池新體系，實(shí)現(xiàn)電池80%深度充放電超萬次循環(huán)的性能突破，優(yōu)化模組集成和系統(tǒng)管理，明確在規(guī)模性能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　2. 能量高密快速儲(chǔ)存的動(dòng)力電池新體系。

　　針對現(xiàn)有動(dòng)力電池續(xù)航里程短和充電速度慢等問題，創(chuàng)制高性能固態(tài)電解質(zhì)、新型電解液、比能高和穩(wěn)定性好的正負(fù)極新材料和電池新架構(gòu)；結(jié)合原位表征技術(shù)和多尺度理論計(jì)算模擬，解析電池中物質(zhì)與能量輸運(yùn)規(guī)律，闡明材料構(gòu)效關(guān)系，揭示材料、電極、電池、模組等不同尺度下結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，發(fā)展高比能、本質(zhì)安全、快充放、寬溫域的動(dòng)力電池新體系，實(shí)現(xiàn)電池能量密度高于700Wh/kg和在10C倍率充電的性能突破，優(yōu)化模組集成與系統(tǒng)管理，并實(shí)現(xiàn)在動(dòng)力電源中的應(yīng)用。

　　3. 極端條件下能質(zhì)高效轉(zhuǎn)化的新體系。

　　針對超寬溫域、高壓力、微重力、高濕度、強(qiáng)沖擊、高加速度、強(qiáng)輻照等極端環(huán)境與力學(xué)條件下的能量高效可逆存儲(chǔ)需求，探明極端條件下荷質(zhì)傳輸動(dòng)力學(xué)與過程強(qiáng)化規(guī)律，創(chuàng)制耐受極端條件的電池材料體系新架構(gòu)，開發(fā)滿足極端條件使用要求的長貯存、快激活、高比能電池，實(shí)現(xiàn)電池工作溫域?qū)捰?70℃～+80℃、抗過載能力大于20000g（加速度）或貯存壽命大于20年的性能突破，并提出電池系統(tǒng)集成管理和評測方法。

　　四、項(xiàng)目遴選的基本原則

　?。ㄒ唬┚o密圍繞核心科學(xué)問題，注重需求及應(yīng)用背景約束，鼓勵(lì)原創(chuàng)性、基礎(chǔ)性和交叉性的前沿探索。

　?。ǘ﹥?yōu)先資助能夠解決超越傳統(tǒng)的電池體系中的基礎(chǔ)科學(xué)難題并具有應(yīng)用前景的研究項(xiàng)目。

　?。ㄈ┲攸c(diǎn)支持項(xiàng)目應(yīng)具有良好的研究基礎(chǔ)和前期積累，對總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)與支撐。

　　五、2023年度資助計(jì)劃

　　擬資助培育項(xiàng)目24項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為80萬元/項(xiàng)，資助期限為3年，培育項(xiàng)目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日－2026年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目6項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為300萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，重點(diǎn)支持項(xiàng)目申請書中研究期限應(yīng)填寫“2024年1月1日－2027年12月31日”。

　　六、申請要求及注意事項(xiàng)

　?。ㄒ唬┥暾垪l件。

　　本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：

　　1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；

　　2. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進(jìn)行申請。

　　（二）限項(xiàng)申請規(guī)定。

　　執(zhí)行《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請規(guī)定”中限項(xiàng)申請規(guī)定的相關(guān)要求。

　　（三）申請注意事項(xiàng)。

　　申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2023年度國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。

　　1. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無紙化申請。申請書提交日期為2023年6月28日－2023年7月27日16時(shí)。

　?。?）申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報(bào)說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

　?。?）本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，對多學(xué)科相關(guān)研究進(jìn)行戰(zhàn)略性的方向引導(dǎo)和優(yōu)勢整合，成為一個(gè)項(xiàng)目集群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的核心科學(xué)問題和項(xiàng)目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。

　?。?）申請書中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說明選擇“培育項(xiàng)目”或“重點(diǎn)支持項(xiàng)目”，附注說明選擇“超越傳統(tǒng)的電池體系”，受理代碼選擇T01，根據(jù)申請的具體研究內(nèi)容選擇不超過5個(gè)申請代碼。培育項(xiàng)目和重點(diǎn)支持項(xiàng)目的合作研究單位不得超過2個(gè)。

　?。?）申請人在申請書起始部分應(yīng)明確說明申請符合本項(xiàng)目指南中的資助研究方向，以及對解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。

　　如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)目的區(qū)別與聯(lián)系。

　　2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2023年7月27日16時(shí)前通過信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料，并于7月28日16時(shí)前在線提交本單位項(xiàng)目申請清單。

　　3. 其他注意事項(xiàng)。

　?。?）為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，項(xiàng)目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。

　?。?）為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦1次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會(huì)，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。

　　（四）咨詢方式。

　　交叉科學(xué)部交叉科學(xué)一處

　　聯(lián)系電話：010-62328382

? ? ?來源:國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

單位介紹:

我單位主要從事國家科技計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)咨詢指導(dǎo)(工信部、發(fā)改委、科技部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、環(huán)保部等)、組織科技成果評價(jià)、區(qū)域科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、項(xiàng)目戰(zhàn)略研討、專家考察調(diào)研、特色小鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃申報(bào)、田園綜合體規(guī)劃申報(bào)、研發(fā)平臺搭建、開展科技政策培訓(xùn)、企業(yè)內(nèi)訓(xùn)等相關(guān)業(yè)務(wù)，以促進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果的商品化和產(chǎn)業(yè)化。充分利用自身在高新技術(shù)領(lǐng)域的背景、渠道、資源及專業(yè)能力，為地方政府和科技企業(yè)提供專業(yè)化服務(wù)。

如有相關(guān)需求可聯(lián)系: 王老師 手機(jī):13426056628(同微信) 、電 話:010-53360176

來源：國家自然科學(xué)基金委員會(huì)    

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