【飞地创潮】暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心入驻团队介绍——上海交大未来能源材料创制与应用团队

新能源产业的快速发展对储能提出了更高要求，而高性能、长寿命的电池是其核心关键。为了助力高性能电池材料研发与应用，暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心引入了上海交大未来能源材料创制与应用团队，为电池新材料产业发展提供支撑。

上海交大未来能源材料创制与应用团队

电池新材料攻关核心难题能源低碳化贡献智慧方案

团队介绍

该团队由上海交通大学讲席教授、未来材料创制中心主任黄富强领衔。团队以国家能源重大战略需求为导向，提升鄂尔多斯能源科技原始创新为核心，充分发挥产业优势，开展能量转化、存储、输运、利用新技术交叉融合应用研究，实现未来能源材料创制关键核心技术应用转化突破。

专家介绍

黄富强

职务：

上海交通大学讲席教授/未来材料创制中心主任/杰青/院士候选人

教育与专业经历：

?1987-1990，南京理工大学化工学院 本科；

?1990-1993，吉林大学理论化学研究所 硕士；

?1993-1996，北京师范大学化学系 博士

?1996-1998，美国密歇根大学化学系 Research Associate

?1998-2000，美国西北大学化学系  Postdoctoral Fellow

?2001-2002，美国西门子集团Osram Sylvania Inc.  Principal Scientist

2002-2003，美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系Research Staff

?2003-2023，中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员/首席研究员；

?2010-2023，北京大学化学与分子工程学院(兼职) 教授/博雅特聘教授；

?2023-至今，上海交通大学材料科学与工程学院 讲席教授。

荣誉与成就：

中国化学会会士、理事；中国化学会能源化学专业委员会主任；国家杰青基金项目获得者（结题特优）；国家级高层次人才；中组部-人社部国家高层次人才特殊支持计划“万人计划”领军人才；中组部-人社部国家高层次人才特殊支持计划领军人才。

团队技术介绍

一、高容量高稳定低成本固相法制备硅基负极

硅基负极，是长续航电池、固态电池关键材料，具有高质量比容量、高体积比容量、原料分布广泛、放电平台合适等突出优势，可大幅提升电池快充性能，被认为是最具潜力的下一代高性能负极材料市场。本团队开发的硅基负极产品解决了硅膨胀粉化核心问题，为当前高性能硅基负极带来“质变”。该项目围绕非气相沉积原位生成硅碳负极、微米硅前驱体以及气相沉积关键核心前驱体材料多孔碳展开持续攻关，现已具备新型硅基负极材料定制化开发能力，具有优秀的迭代能力和成本优势，可为新能源汽车动力电池、消费电子电池及各类储能电池提供高品质核心电极材料。硅基负极产品比容量＞2000 mAh/g，稳定循环寿命＞1500 次，首次库伦效率＞95%，综合性能行业领先。石墨复合产品首次库伦效率均＞95%，极片膨胀率均<30%，且比容量可在400-1800mAh/g 进行宽域定制，较市面同类产品具更长循环寿命、更低成本，性价比极优。

项目拥有百吨级中试产线，成功将科技成果转化为产业化应用落地。2024 年计划融资并建设千吨级产线，年产值约10 亿元，已在千吨级合作量产线进行宏量试制和验证，备战快速出货需求，在手订单超 50 吨。

二、煤炭基钠离子电池硬碳

该项目围绕低成本钠离子电池聚阴离子复合磷酸盐正极、长寿命高安全磷酸钒钠正极、高熵层状氧化物正极、高首效高得碳率硬碳等关键电池材料展开持续攻关，致力于为国家智能电网、新型储能重大专项和重点工程提供关键核心电源材料和系统，持续巩固技术领先优势和产品竞争力。
三、稀土基固态电池固态电解质

固态电池是一种新型电池，其无可替代的安全性和长续航性能可充分避免传统锂电价格内卷，因此储能行业有“动力电池上半场由锂电池主导，下半场固态电池将成主角”的说法。固态电解质制备技术，是固态电池电极材料的关键核心。当前市场上，固态电解质无法满足室温高导电率，极大限制了离子的传输效率。固态电解质是全固态电池量产落地的核心材料瓶颈。该项目针对全固态电池、半固态电池等新型电池需求，开发出稀土基全固态电池固态电解质核心材料及前驱体、电解质复合隔膜等系列技术，可广泛应用于新能源动力汽车、高性能消费电池、高功率电动工具、新型储能模组和 PACK 生产等领域。

平台介绍

一、全固态电池前沿储能试制线

团队在鄂尔多斯上海“飞地”建设联合平台“全固态电池前沿储能试制线”，该平台以转化应用落地为导向，立足上海交大团队固态电解质材料技术创新优势，打通全固态电池从实验室到产业化的“最后一公里”。面向 3C、动力电池和新型储能等不同领域需求，重点开展搭载硫化物、氧化物及混合创新体系固态电解质的具有本征安全双高全固态电池研制，提升全固态电池循环寿命和充放电性能，通过从“1-10”的放大研发，优化全固态电池材料性能和制造工艺，加速我国全固态电池关键材料与器件的量产转化落地鄂尔多斯。

全固态电池前沿储能试制线示意图

联合平台规划建成一条全封闭高洁净、低露点全固态电池前沿储能试制线，具备自主设计的电极/全固态电解质隔膜一体化原位成型功能、全固态电池自动组装功能以及完备的电池封装测试与失效分析能力，可满足 10-20Ah 容量全固态锂/钠电池开发与小批量制备。研发团队前期基于固态电解质隔膜技术，研制的新构型全固态锂电池，能量密度达到 500Wh/kg，并通过相关安全性测试。

本征安全双高全固态电池针刺无燃爆

二、未来能源材料AI创制功能性平台

该平台将在国内率先搭建未来能源材料领域 AI 创制实验室，从材料晶体结构微观设计入手，综合运用化学动力学理论计算与模拟、表界面结构解析、凝聚态物理新奇材料创新理论及模型、无机固体材料化学构效关系、原位表征计算开发与反应机制探索，充分发挥上海大科学装置、大规模计算能力研发优势，精准设计并制备出满足鄂尔多斯能源高质量发展特定需求的关键材料结构，从根本上提升能源材料性能和制备效率。该平台将包含“未来能源材料 AI 创制功能性平台”与“材料结构性能分析表征平台”，重点开展稀土基固态电解质、低成本新型储能用钠离子电池硬碳、钙钛矿包覆高电压层状正极等新能源材料的 AI 制备。

未来能源材料AI创制功能性平台设计示意图

未来能源材料 AI 创制执行路径

三、资源化清洁利用实验室

本平台可开展鄂尔多斯煤和稀土的高效资源化利用研究，包括测定煤的化学元素组成、微结构，通过高通量计算模拟与制备，发现高性能的特色碳结构，开发出新能源碳基电极、高效环保多孔吸附材料、高比表面化工催化载体等的高附加值资源化高新技术；将稀土材料应用于新能源储能材料中，采用拓扑离子交换技术将稀土元素渗入正极材料表面构建保护层，提升电化学综合性能，抑制正极材料在高电压下氧气放出和结构崩塌，实现高容量和高稳定性的稀土基锂/钠电正极材料高附加值利用，开发下一代颠覆性储能电源器件。

煤基新型储能硬碳负极高附加值利用 SEM 及电化学性能

稀土基锂/钠电高电压高稳定性正极高附加值利用策略及电化学性能

四、双碳绿色器件集成实验室

鄂尔多斯作为中国重要的能源基地，拥有丰富的太阳能、风能资源，具备发展绿色能源独特优势。结合鄂尔多斯得天独厚的自然资源和能源禀赋，该实验室致力于集成和创新光伏、风电、氢能等绿色能源技术，研发和集成高效、可靠的双碳绿能器件，推动鄂尔多斯能源结构优化和升级。

实验室规划建立光伏－电解水制氢-绿色甲醇/氨气合成&燃料电池发电的绿能器件集成系统，具备自主设计的高转换效率的钙钛矿光伏电池、低成本长寿命高效率的电解水制氢设备，完备的催化剂、离子交换膜、多孔传输层、双极板等关键部件的开发测试能力，可以满足 kW 级别的电解槽和燃料电池的放大验证。

空冷燃料电池的开发时间线

五、智能无人装备平台光储一体化示范系统

该系统集成了智能先进无人设备和能源技术的创新项目，旨在展示如何将智能化的无人操作设备（无人机、无人船、机器人等）与高效能源采集、存储技术相结合，以实现能源的高效利用和智能管理。该示范系统不仅能够为鄂尔多斯地区提供智能化的能源解决方案，还能够推广至智慧城市建设、环境监测、农业现代化、应急响应等更广泛的领域。该系统具有绿色低碳、高效节能、削峰填谷、电网调频、短时离网、电网增容扩容的特点，并具有能源采集高效、储能安全稳定、自动化控制以及多场景适应性等优点。

该平台规划建设的储能电池是基于固态电解质隔膜技术开发研制的新构型高安全性高能量密度（高达 500 Wh/kg）的固态锂电池，已通过相关安全性测试。通过建立的智能化能源控制管理系统，实现鄂尔多斯当地丰富但波动性强的可再生能源的高效转换与存储，为智能无人设备提供廉价稳定的能源驱动，提高当地智能化水平的同时也能降低运营成本。

智能无人装备平台光储一体化示范系统

以科技创新推动产业创新，以人才发展推动地区发展，以前沿技术催生发展动能。暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心以双向飞地建设为引领，为鄂尔多斯市引入高端人才、推动科技创新提供了强有力的平台支撑，促进产业链、创新链、人才链的深度融合，助推鄂尔多斯聚集高端科创人才、集群高能级科研平台，实现高质量成果转化，驱动区域经济转型升级，迈向更高质量的绿色发展道路。

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