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      固态聚合物电解质，具有良好的安全性、易成膜、粘弹性好等优点，在提升电池能量密度、工作温度、循环寿命、结构与形状设计灵活性等方面表现出巨大的优势。然而，其仍然存在室温离子电导率低、与高电压正极材料/锂金属负极的界面匹配性差等瓶颈问题。针对这两大瓶颈问题，韦伟峰教授团队提出了“高交联结构类固态电解质”、“聚碳酸酯基层级复合固态电解质”、和“高电压层状正极表界面调控”等设计理念，形成了高交联度聚合物电解质与类固态电池原位聚合技术、聚碳酸酯基电解质的功能化接枝与分层结构电解质膜调控技术、有机-无机复合聚合物电解质制备技术和高电压层状正极材料的表界面调控技术等，解决了（类）固态电解质离子电导率和高电压正极界面稳定性难以协同、循环稳定性和安全性无法兼顾的技术难题，为缓解液态锂离子电池的安全隐患、里程焦虑和使用寿命不长等瓶颈问题提供新解决方案，有望应用于下一代高比能量、高安全性锂电池，在电子通讯、工程装备、电动汽车、海工船舶、航空航天等国民经济重要行业具有广阔的市场空间。

此项（类）固态锂电池技术亮点包含：①在电解质设计方面，基于理论计算和大数据分析，设计制备了新型3D交联结构的聚酰胺基、富硼脂基类固态聚合物电解质材料，并开发与之相匹配的原位聚合技术；开发了层级非对称结构设计和原位聚合固化技术，并引入有机-无机杂化源，获得兼顾高离子电导、高压稳定性以及界面相容性好的高性能固态电解质；②在规模化生产方面，新型固态电解质前驱体为已量产化学品，仅需短流程改性，易于实现批量稳定生产制造；③原位聚合-固化技术确保独特的电极/电解质一体化界面，且不改变现有锂离子电池制备工艺和设备，易于实现自动化，生产效率高，电池制作成本可控；④电池产品能量密度高，可通过过针刺、过充、高温、燃烧实验等极限实验。

（1）本技术产品主要用途

本技术产品为（类）固态锂离子电池，包括软包和方形电池等，主要用户为军队及研究所、电动汽车、混合动力汽车等汽车厂商，手机、笔记本电脑、移动电源等便携式电子设备的生产厂家，旨在促进中国军用电源、便携式储能设备以及动力电池领域的发展。

（2）目前国内外同类产品的市场容量

据统计，2021年全球锂电池出货量为601GWh，同比增长122%，其中动力/储能/数码分别为427/111/63GWh，分别同比增长140%/236%/5%。其中，国内锂电池出货327GWh，同比增长129%，占比全球的54%。

另外，全球电动化率正在加速提升，预计2025年全球动力锂电池装机量达1600GWh，21-25共4年CAGR达52%；伴随可再生能源发电量占比提升，预计2025年全球储能电池达161GWh，21-25共4年CAGR达52%。

本技术成果中的（类）固态锂离子电池将以取代现有锂离子电池市场为目标，市场空间极为广阔。

（3）未来市场预测

根据国际能源署（IEA）2020年发布的调查报告，在未来十年里，锂离子电池仍将在市场占据主导地位。在2030年前后的时期内，一些潜在的技术可能会超越锂离子电池技术的性能限制。其中包括锂金属固态电池、锂硫、钠离子甚至锂空气电池。

2020年11月，国务院发布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》和2021年3月发布的“十四五”规划都提出要加快新型金属固态动力电池技术研发及产业化，自此，固态电池研发正式上升到国家战略层面。

而将具有高比能与低电位优势的金属锂或合金负极、高比能、高电位富锂锰基材料或高镍三元材料和高导锂高安全型固态电解质相组合，构建高比能、长寿命、高安全的固态锂电池体系具有非常广阔的发展前景，是新型锂离子电池领域的重点发展方向与前沿课题。而且，相对于固态电池市场来说，目前仍处于技术积累和市场培育前期，预计在2022年以后开始进入快速成长期，初步进入动力电池市场。至2025年，固态电池在整个锂电池市场的渗透率会达到5%，其市场规模达到1000亿以上。至2030年，固态电池市场将占全球锂电池市场的半壁江山，正式进入万亿市场规模。

由此可见，本项目市场前景极为广阔，固态电池在消费电子、智能家居、新能源汽车以及储能领域发展空间巨大。

        本技术团队负责人为韦伟峰，中南大学粉末冶金研究院研究员、博士生导师、副院长，粉末冶金国家工程研究中心副主任。2011年10月以“升华学者”特聘教授加入中南大学，并入选教育部“新世纪优秀人才计划”，2012年入选国家级海外优秀青年人才项目。长期从事新型电化学能源材料应用基础研究，主要研究方向为全固态二次电池材料及器件。近年来，主持了包括科技部新能源汽车重大专项课题等10余项科研项目。在国际权威期刊发表SCI论文150余篇；申请发明专利60余项，已授权30余项，转化13项（总转化金额5830万元）。团队另有教授1名，特聘副教授1名，研发人员20名，其中博士3人，在读博士生8人。团队立足于国家新能源发展战略大局，依托中南大学粉末冶金国家重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心等国家级平台，长期从事于类固态电解质、电极材料及二次电池研究，主持国家重点研发计划项目课题、军委科技委基础加强项目、国家自然科学基金项目、重点校企合作项目等20余项，先后开发出锂/钠电池类固态电解质及电池技术、正极材料表界面调控技术以及锂硼合金负极制备技术，解决了目前市场上电池的安全隐患问题、里程焦虑问题以及寿命短问题。

（1）研发投人情况：

中南大学方面：

自2018年以来，韦伟峰教授团队在（类）固态锂电池研究方向上分别承担了国家重点研发计划项目课题一项（国拨经费392万）、国家自然科学基金项目1项（国拨经费60万）和粉末冶金国家重点实验室自主课题2项（国拨经费85万），总投入研发人员15人。

深圳国拓智能机械有限公司与中南大学签订的“聚合物电解质与（类）固态锂电池技术的联合研发”、“锂离子正极材料的联合研发和技术服务合同”，投入技术研发经费500万元。

（2）预期投入

本技术成果已经从产品中试向规模化量产阶段过渡，推出了一系列类固态电解质产品、NCM/石墨软包电池/圆柱电池和NCM/硅氧圆柱电池产品等。团队在未来将致力于NCM金属电池、富锂/硅碳电池、富锂金属电池研发，预期投入金额约2000万，时间为2年。

（3）社会效益

固态电池是距离商业化应用最近的下一代电池技术，承载着电池安全与能量全面提升的光荣使命，有助于我国占领新型电池技术制高点及推动新能源产业发展，其大规模应用将带来巨大额社会效益：

①本技术成果解决了锂电池安全性能差、界面稳定性差、寿命短等瓶颈问题，开发出的类固态电解质及类固态电池技术具有技术先进性和规模化应用前景，推动了锂电池产业技术进步。

②固态电解质不易挥发和泄露，且可匹配高比能的无钴富锂锰基正极材料，保护了自然资源并减少了环境污染。

③固态电池产业落地将直接带动近百人就业，拉动上下游产业链落地，建立从原料加工、技术研发到生产和销售的全产业链，并带动设备制造、物流等行业发展，间接带动上千人就业与生活消费，推动地区经济与社会发展。

④固态电池的应用领域广泛，其将扩大现有锂电池的应用领域，扩大市场空间并增加财政税收。

⑤固态电池具有高能量密度、长循环寿命和高安全等优势，将进一步提高人们在使用电动汽车、手机等设备的幸福感、满足感，进一步提高电动汽车渗透率。

本技术成果获得了国家重点研发计划等项目资助，同时，针对于此项技术的研发，深圳国拓智能机械有限公司与中南大学签订了“锂离子正极材料的联合研发和技术服务合同”与“聚合物电解质与（类）固态锂电池技术的联合研发和技术服务合同”，本技术成果由中南大学和深圳国拓智能机械有限公司共有。本技术成果转让方式经双方协商，以技术转让和技术入股的方式进行，由出资方、中南大学与研发团队、深圳国拓智能机械有限公司共同组建管理团队，成立相关公司，完成本技术成果的中试验证和规模化生产，同时完成产品的市场推广。总资金需求为2亿元。

技术成果转化要求成果转化地及周边具有相对完善的上下游产业链，以便于产品生产和销售；具有较大的政策扶持力度，支持新能源高新技术企业发展；具有便捷的交通环境，便于货物运输等。