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本項(xiàng)目提出了將時(shí)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(jì)并實(shí)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。

成果描述：擁有獨(dú)立的自主知識(shí)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(shí)現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價(jià)廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補(bǔ)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(shí)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(jìn)行無害化處理，在原料的供應(yīng)和價(jià)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(shí)現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補(bǔ)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(hù)作用，又能形成對(duì)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(dǎo)電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。市場前景分析：本項(xiàng)目產(chǎn)品專門提供給各種電動(dòng)車（包括自行車、公交車、汽車、混合動(dòng)力車等）、電動(dòng)工具、手機(jī)、筆記本電腦、藍(lán)牙器件、UPS不間斷電源、攝像機(jī)、播放器、游戲機(jī)、電動(dòng)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(jí)電容器電極材料，特別在電動(dòng)車領(lǐng)域具有非常大的市場前景。作為電動(dòng)車電源，磷酸亞鐵鋰動(dòng)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(diǎn)，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(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達(dá)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(dá)5萬噸以上，尤其是在動(dòng)力型電池應(yīng)用方面對(duì)磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。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(jìn)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(shí)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(shí)密度：2.1-2.4 g/cm3 5. 電化學(xué)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

成果描述：擁有獨(dú)立的自主知識(shí)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(shí)現(xiàn)原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價(jià)廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補(bǔ)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(shí)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(jìn)行無害化處理，在原料的供應(yīng)和價(jià)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(shí)現(xiàn)零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補(bǔ)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(hù)作用，又能形成對(duì)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(dǎo)電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩(wěn)定性好，容易實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。市場前景分析：本項(xiàng)目產(chǎn)品專門提供給各種電動(dòng)車（包括自行車、公交車、汽車、混合動(dòng)力車等）、電動(dòng)工具、手機(jī)、筆記本電腦、藍(lán)牙器件、UPS不間斷電源、攝像機(jī)、播放器、游戲機(jī)、電動(dòng)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(jí)電容器電極材料，特別在電動(dòng)車領(lǐng)域具有非常大的市場前景。作為電動(dòng)車電源，磷酸亞鐵鋰動(dòng)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(diǎn)，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(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)，而且循環(huán)穩(wěn)定性好，1C充放循環(huán)壽命達(dá)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(dá)5萬噸以上，尤其是在動(dòng)力型電池應(yīng)用方面對(duì)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(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)小，回報(bào)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(jìn)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(shí)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(shí)密度：2.1-2.4 g/cm3 5. 電化學(xué)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

成果簡介： 進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源短缺、環(huán)境污染和氣候異常已成為全人類面臨的重大挑戰(zhàn)，尋求清潔高效的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)成為各國政府、企業(yè)和高等院校等共同關(guān)注的問題。燃料電池是在一定條件下燃料（主要是氫氣）與氧化劑（空氣中氧氣）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能和熱能的發(fā)電裝置。質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池操作溫度低，效率高，啟動(dòng)快以及功率密度高，沒有任何

本項(xiàng)目提出了將時(shí)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(jì)并實(shí)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(xiàng)目特色： ? 面向綜合能源時(shí)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(shí)間范圍和空間位置的 能源需求。 ? 針對(duì)綜合能源的特性，項(xiàng)目提出了聯(lián)合學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)的思想 對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。同時(shí)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(xùn)練集數(shù)據(jù)不足的模型中， 提高能源用量預(yù)測的準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分析和用戶用電特性分析的可視化。

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 高春林 克勞斯塔爾大學(xué) 2019 / 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)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(xiàng)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(shí)時(shí)監(jiān)測、狀態(tài)評(píng)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(jìn)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。

山東奧揚(yáng)新能源科技股份有限公司（簡稱奧揚(yáng)科技）成立于2011年6月，致力于新能源汽車智能動(dòng)力供氣系統(tǒng)（LNG、CNG、H2）、能源儲(chǔ)運(yùn)裝備系統(tǒng)、新能源發(fā)電裝備系統(tǒng)的研發(fā)制造。公司的產(chǎn)品主要銷往一汽、陜汽、歐曼等主機(jī)廠，市場占有率穩(wěn)居全國前列，并成功出口俄羅斯、印度等國家和地區(qū)。公司先后獲得國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、省級(jí)創(chuàng)新技術(shù)中心、獨(dú)角獸企業(yè)稱號(hào)，山東省瞪羚標(biāo)桿企業(yè)等稱號(hào)。 依靠在低溫絕熱氣瓶領(lǐng)域多年積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，公司建立了以用戶為中心，市場需求為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為依托的發(fā)展模式，已逐步發(fā)展成為國內(nèi)重要的低溫絕熱儲(chǔ)運(yùn)應(yīng)用裝備生產(chǎn)企業(yè)之一，在行業(yè)內(nèi)具有較高的知名度，并與一汽解放青島、陜重汽、成都大運(yùn)、濟(jì)寧重汽、濟(jì)南重汽、北京福田戴姆勒、陜汽商用車等知名整車廠商建立了穩(wěn)定合作關(guān)系。 奧揚(yáng)科技堅(jiān)持秉承“以用戶為中心，系統(tǒng)匹配與優(yōu)化”和“最懂中重卡用戶使用感受”的產(chǎn)品研發(fā)理念，力求為客戶提供安全、優(yōu)質(zhì)、低成本、高質(zhì)量的LNG車輛供氣系統(tǒng)。公司不斷加大產(chǎn)品研發(fā)投入和生產(chǎn)工藝改進(jìn)升級(jí)，通過新品研發(fā)響應(yīng)市場需求，解決客戶痛點(diǎn)，增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。公司開發(fā)的車載LNG供氣系統(tǒng)產(chǎn)品覆蓋不同容積、不同壓力30余種型號(hào)，形成了較為完整的產(chǎn)品體系。 公司一直專注于車載LNG供氣系統(tǒng)行業(yè)，在研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造方面積累了多項(xiàng)專利和核心技術(shù)，覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工工藝等領(lǐng)域。公司在北美、德國等設(shè)有海外研發(fā)機(jī)構(gòu)，引進(jìn)以美國博士為首席專家的四型瓶專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，提升創(chuàng)新能力，攻克技術(shù)難關(guān)。 公司已獲授權(quán)專利49項(xiàng)，其中發(fā)明專利3項(xiàng)，現(xiàn)有5項(xiàng)正在申報(bào)，累計(jì)承擔(dān)國家級(jí)、省級(jí)重大項(xiàng)目2項(xiàng)。目前，公司已經(jīng)取得國家市場監(jiān)督管理總局頒發(fā)的B3級(jí)（纖維纏繞氣瓶）、B4級(jí)（低溫絕熱氣瓶）壓力容器制造許可證、山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的GC2（管道）級(jí)安裝許可證。  

鋁鎵合金是一種新型、易儲(chǔ)、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(shí)現(xiàn)平穩(wěn)釋氫。其制備工藝流程簡單、易于實(shí)現(xiàn)，且產(chǎn)品易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售。該項(xiàng)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(chǔ)存、運(yùn)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(jì)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。 研究團(tuán)隊(duì) 吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 魏存弟教授研發(fā)團(tuán)隊(duì) 成果成熟度 可產(chǎn)業(yè)化。