1月24日，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2025年度項(xiàng)目指南》。將遴選符合要求的電池項(xiàng)目予以資助，資助數(shù)量涵蓋量子儲(chǔ)能、固態(tài)儲(chǔ)能等研究方向共16項(xiàng)。最高資助金額達(dá)1500萬元，期限4年。

其中，培育項(xiàng)目提出五大研究方向，從電池新概念、新理論、新表征方法、新材料出發(fā)，鼓勵(lì)申請(qǐng)人提出超越傳統(tǒng)電池體系的原創(chuàng)性電池概念。鼓勵(lì)創(chuàng)制顛覆性能量儲(chǔ)存新體系，例如極端環(huán)境同位素儲(chǔ)能電池、量子儲(chǔ)能電池、相變儲(chǔ)能電池、智慧儲(chǔ)能電池等非常規(guī)儲(chǔ)能體系。

重點(diǎn)支持項(xiàng)目類提出，固態(tài)電池能量密度要實(shí)現(xiàn)高于600Wh/kg和循環(huán)壽命大于1500周的性能突破。

集成項(xiàng)目類圍繞發(fā)展高比能、本質(zhì)安全、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、循環(huán)壽命大于200周和工作溫域?50°C至+60°C的性能突破。

另外，項(xiàng)目申報(bào)要求培育項(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)，集成項(xiàng)目合作研究單位不得超過4個(gè)。集成項(xiàng)目主要參與者必須是項(xiàng)目的實(shí)際貢獻(xiàn)者，合計(jì)人數(shù)不超過9人。

原文如下：

關(guān)于發(fā)布超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2025年度項(xiàng)目指南的通告

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2025年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南所述要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)

2025年1月24日

超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計(jì)劃2025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(duì)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、高穩(wěn)定性儲(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：

（一）多場耦合下的電子、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。

（三）帶電界面的相互作用與調(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、2025年度資助研究方向

（一）培育項(xiàng)目。

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

1.電池新概念及新結(jié)構(gòu)。

針對(duì)現(xiàn)有電池體系在安全、壽命、續(xù)航能力、充電時(shí)間、環(huán)境適應(yīng)性等方面的瓶頸問題，從電極設(shè)計(jì)、電芯構(gòu)筑、模組集成、電池組管理等方面提出新概念和新結(jié)構(gòu)。鼓勵(lì)申請(qǐng)人提出超越傳統(tǒng)電池體系的原創(chuàng)性電池概念、新的能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換的物理化學(xué)機(jī)制，提出與當(dāng)前電池體系有本質(zhì)區(qū)別的結(jié)構(gòu)體系與發(fā)展路徑，發(fā)掘能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)輸運(yùn)、穩(wěn)定性、安全性之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律與變化趨勢，闡明電池新結(jié)構(gòu)的能質(zhì)傳遞與轉(zhuǎn)化調(diào)控規(guī)律。

2.電池新理論及人工智能方法。

針對(duì)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(duì)復(fù)雜電池體系原位、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和過程的精確、高效計(jì)算新方法和計(jì)算工作流，提出新理論；發(fā)展基于第一性原理的多物理場電化學(xué)雙電層仿真方法，建立從微觀到介觀的跨尺度電化學(xué)理論模型；探明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。通過高通量計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)展針對(duì)正負(fù)電極、電解質(zhì)特定性質(zhì)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，挖掘、設(shè)計(jì)電池新材料；篩選可精確描述電池特性的描述符體系，利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型，精確評(píng)估、預(yù)測電池全生命周期參數(shù)，明晰電池衰減以及失效機(jī)制，建立電池安全性預(yù)警策略。

3.電池新表征方法及機(jī)制。

針對(duì)傳統(tǒng)表征技術(shù)難以研究真實(shí)工況下電池的問題，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；研制基于量子傳感的電化學(xué)表征分析測量綜合系統(tǒng)，探索量子傳感捕捉電極材料原位工況條件下的磁性變化規(guī)律以及微區(qū)壓力與溫度探測新方法；建立表征數(shù)據(jù)可靠性的質(zhì)量管理體系；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；探索超低溫、超高溫、微重力、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)輻照等極端條件下電化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)制。

4.電池新材料及創(chuàng)制策略。

針對(duì)現(xiàn)有電池材料在能量密度、功率密度以及安全性、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，基于稀土材料增效的新型電極材料體系，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，超輕質(zhì)、耐高溫、抗沖擊電池組安全防護(hù)材料體系。結(jié)合電池材料基因數(shù)據(jù)庫和智能算法，發(fā)展自動(dòng)化制備和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電池關(guān)鍵材料及配方的理性設(shè)計(jì)和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的智能閉環(huán)。

5.顛覆性電池儲(chǔ)能新體系。

提出區(qū)別于基于傳統(tǒng)能質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制的電池體系，鼓勵(lì)創(chuàng)制顛覆性能量儲(chǔ)存新體系，發(fā)展基于新的能質(zhì)轉(zhuǎn)化原理與能量賦存形式的儲(chǔ)能器件，闡明儲(chǔ)能機(jī)制與性能特性的關(guān)聯(lián)，驗(yàn)證新型儲(chǔ)能電池體系實(shí)現(xiàn)路徑和可行性，例如極端環(huán)境同位素儲(chǔ)能電池、量子儲(chǔ)能電池、相變儲(chǔ)能電池、智慧儲(chǔ)能電池等非常規(guī)儲(chǔ)能體系。

（二）重點(diǎn)支持項(xiàng)目。

圍繞前沿科學(xué)問題和產(chǎn)業(yè)重大需求，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對(duì)于前期研究成果積累較好、對(duì)總體目標(biāo)有較大貢獻(xiàn)的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以重點(diǎn)支持項(xiàng)目的方式予以資助，鼓勵(lì)與企業(yè)聯(lián)合申報(bào)，研究方向如下：

1.電池共性科學(xué)問題解析與解決對(duì)策。

針對(duì)現(xiàn)有電池體系中長期循環(huán)面臨的金屬負(fù)極可逆性差、枝晶生長難控、界面易失效與電池安全風(fēng)險(xiǎn)高、極端環(huán)境服役受限等共性基礎(chǔ)科學(xué)問題，發(fā)展人工智能輔助的工況環(huán)境全電池高維復(fù)雜物理模型和高時(shí)空與能量分辨的工況條件原位“透明”探測方法，精細(xì)表征電池充放電過程金屬負(fù)極微觀形核跨尺度生長機(jī)制，基于多物理場與多參數(shù)耦合作用機(jī)制實(shí)現(xiàn)精確計(jì)算，構(gòu)建兼容高性能與高安全性超越傳統(tǒng)電池體系，創(chuàng)制高可逆性與枝晶抑制新型金屬負(fù)極材料體系；發(fā)展先進(jìn)的表征新方法，揭示固體電解質(zhì)界相（Solid Electrolyte Interphase, SEI）膜的形成機(jī)制和離子輸運(yùn)機(jī)理，建立描述SEI膜多維度、多尺度物化性質(zhì)的定量參數(shù)，闡明電極結(jié)構(gòu)、電解液、工況條件等因素對(duì)SEI膜形成、離子輸運(yùn)機(jī)理和物化性質(zhì)的影響規(guī)律；建立可靠的SEI膜力、電、化學(xué)等方面性質(zhì)的數(shù)據(jù)庫，通過機(jī)器學(xué)習(xí)等方法解析其對(duì)電池性能的影響，提出新型電池結(jié)構(gòu)-性能-壽命系統(tǒng)性優(yōu)化的顛覆性策略，解決現(xiàn)有電池體系中金屬負(fù)極性能劣化、界面失效和安全風(fēng)險(xiǎn)等瓶頸挑戰(zhàn)。

2.電池系統(tǒng)工況表征新技術(shù)。

針對(duì)電池體系動(dòng)態(tài)、工況下關(guān)鍵信息采集和分析的瓶頸，特別是難以研究真實(shí)工況下電池的問題，發(fā)展先進(jìn)的原位、工況表征新方法，闡明電極材料結(jié)構(gòu)組成、電解液（或固態(tài)電解質(zhì)）與界面微觀結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)演變規(guī)律；依托大型科學(xué)儀器裝置和其他先進(jìn)表征技術(shù)，以揭示電極結(jié)構(gòu)和電極-電解液表界面關(guān)鍵動(dòng)態(tài)變化過程中的新原理、新機(jī)制為導(dǎo)向，構(gòu)建基于光譜、質(zhì)譜、能譜、色譜等多譜學(xué)方法聯(lián)用的原位/工況表征系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)共點(diǎn)（面）、同時(shí)刻原位表征電極結(jié)構(gòu)和電極-電解液表界面的關(guān)鍵動(dòng)態(tài)變化過程；開發(fā)微弱電化學(xué)信號(hào)的測試和抽取方法，實(shí)現(xiàn)其與電池微觀結(jié)構(gòu)與過程的精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)；發(fā)展覆蓋電池全生命周期的多維度工況表征技術(shù)，高時(shí)間-空間-能量分辨、多維度、可視化解析電池反應(yīng)過程的新原理、新機(jī)制，建立針對(duì)電池體系關(guān)鍵動(dòng)態(tài)過程的多模態(tài)全局表征新范式。

3.高比能長壽命高安全的固態(tài)電池。

針對(duì)現(xiàn)有固態(tài)電池體系載流子輸運(yùn)速率慢、電極-電解質(zhì)固/固界面阻抗大、體積變化嚴(yán)重等問題，提出顛覆性的新型固態(tài)電池關(guān)鍵材料解決方案，構(gòu)建有序通道實(shí)現(xiàn)高效載流子輸運(yùn)，通過開發(fā)新型固態(tài)電池關(guān)鍵材料與原位電化學(xué)表征技術(shù)，多尺度解析固態(tài)電池表界面結(jié)構(gòu)演化規(guī)律，揭示熱-電-力-化學(xué)耦合下的電池性能衰退與熱失效機(jī)制，構(gòu)建大尺寸固態(tài)電池的多物理場耦合模型，發(fā)展高比能、高安全、無外壓、長壽命的固態(tài)電池新體系，實(shí)現(xiàn)電池能量密度高于600Wh/kg和循環(huán)壽命大于1500周的性能突破，提供固態(tài)電池失效預(yù)警與防護(hù)的理論依據(jù)，安全性達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

4.極端條件下能質(zhì)高效長時(shí)轉(zhuǎn)化的電池新體系。

針對(duì)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)條件下的能量可逆存儲(chǔ)和高效轉(zhuǎn)化需求，特別是全電飛行器瞬時(shí)加速和傳感器穩(wěn)定持續(xù)供電的需求，研究極端條件下電池性能退化現(xiàn)象與材料失效機(jī)制，開發(fā)滿足極端條件使用要求的長貯存、快激活、高過載、寬溫域電池；探明飛行器動(dòng)力電源在高能量密度及大倍率等苛刻條件下荷質(zhì)傳輸動(dòng)力學(xué)規(guī)律，匹配高空飛行多維度傳感與信號(hào)傳輸系統(tǒng)，并推動(dòng)其在全電飛行器電源中的應(yīng)用；發(fā)展兼具高能量轉(zhuǎn)化效率和高輻射抗性的放射性能量轉(zhuǎn)換材料可控合成方法，厘清材料結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分、放射源摻雜方式等對(duì)輻射能量轉(zhuǎn)化作用規(guī)律，發(fā)展長效輻光伏核電池器件制備和封裝技術(shù)，并推動(dòng)其在傳感器供電上的應(yīng)用驗(yàn)證。

5.電池關(guān)鍵材料數(shù)據(jù)庫和智能設(shè)計(jì)平臺(tái)。

面向電池體系的多尺度演化與復(fù)雜耦合行為，結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求，融合自動(dòng)化高通量實(shí)驗(yàn)、人工智能加速從頭算方法、大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，構(gòu)建關(guān)鍵材料數(shù)據(jù)庫，發(fā)展跨尺度系統(tǒng)模擬與性能快速優(yōu)化迭代方法。針對(duì)壽命與安全性預(yù)測的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，基于短時(shí)間、少循環(huán)數(shù)據(jù)開發(fā)智能預(yù)判工具，突破當(dāng)前依賴長時(shí)間充放電循環(huán)與傳統(tǒng)安全測試的局限。通過機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘，揭示結(jié)構(gòu)-性能-壽命-安全的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，為電池體系的智能設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性評(píng)估與安全管理提供支撐。

（三）集成項(xiàng)目。

圍繞重大前沿科學(xué)問題和產(chǎn)業(yè)急迫需求，以總體科學(xué)目標(biāo)為牽引，對(duì)于前期研究成果積累豐富、對(duì)總體目標(biāo)有重大貢獻(xiàn)、具有重大應(yīng)用價(jià)值的申請(qǐng)項(xiàng)目，將以集成項(xiàng)目的方式予以資助，需與頭部企業(yè)聯(lián)合申報(bào)，提倡申請(qǐng)人采用多學(xué)科交叉的研究手段，注重與化學(xué)科學(xué)、工程材料科學(xué)、數(shù)理科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的合作。研究方向如下：

1.超高比能高安全寬溫域的動(dòng)力電池新體系。

針對(duì)現(xiàn)有動(dòng)力電池續(xù)航里程短和工作溫域窄等問題，創(chuàng)制兼容性好和離子電導(dǎo)率高的新型功能電解液或固態(tài)電解質(zhì)、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，解析電池中不同溫度下物質(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、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、循環(huán)壽命大于200周和工作溫域?50°C至+60°C的性能突破，優(yōu)化模組集成與系統(tǒng)管理，推動(dòng)其在動(dòng)力電源中的應(yīng)用。

四、項(xiàng)目遴選的基本原則

（一）緊密圍繞核心科學(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。

（二）優(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。

（三）重點(diǎn)支持項(xiàng)目和集成項(xiàng)目應(yīng)具有良好的研究基礎(chǔ)和前期積累，對(duì)總體科學(xué)目標(biāo)有直接貢獻(xiàn)與支撐。

五、2025年度資助計(jì)劃

擬資助培育項(xiàng)目約10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(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日－2028年12月31日”；擬資助重點(diǎn)支持項(xiàng)目約5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(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日－2029年12月31日”；擬資助集成項(xiàng)目1項(xiàng)，直接費(fèi)用資助強(qiáng)度約為1500萬元/項(xiàng)，資助期限為4年，集成項(xiàng)目申請(qǐng)書中研究期限應(yīng)填寫“2026年1月1日－2029年12月31日”。