最高300万元／项国家基金委又公布2个2024年度基金项目

关于发布超越传统的电池体系重大研究计划

2024年度项目指南的通告

国科金发计〔2024〕111号

　　国家自然科学基金委员会现发布超越传统的电池体系重大研究计划2024年度项目指南，请申请人及依托单位按项目指南所述要求和注意事项申请。

　　国家自然科学基金委员会

　　2024年2月26日

超越传统的电池体系重大研究计划2024年度项目指南

　　超越传统的电池体系重大研究计划面向“双碳”战略和国家安全的重大需求，针对储能电池与动力电池在能量密度、功率密度、安全性、环境适应性、资源与成本等方面面临的关键科学问题和技术瓶颈，发展超越传统的电池体系和相关理论，为我国下一代电池创新发展提供科学支撑。

　　一、科学目标

　　聚焦电池体系的能量与物质可控输运规律，突破传统平板电极界面电荷层理论、“摇椅式”嵌脱储能机制、传统电池材料体系与架构以及当前研究范式等，发挥多学科交叉融合研究优势，围绕超长寿命、高稳定性储能电池与超高比能动力电池新体系创新，取得前瞻性基础研究成果，引领全球电池科技变革，支撑我国“双碳”战略和能源科技自立自强。

　　二、核心科学问题

　　本重大研究计划围绕以下三个核心科学问题展开研究：

　　（一）多场耦合下的电子、离子、分子等多物种输运规律。

　　电池体系中物种的运动规律与输运理论，多物理场（电、磁、力、热、光等）耦合的多子传输与动态反应机制。

　　（二）跨尺度、多结构的能量-物质传递与转化规律。

　　电池体系中物质与能量输运的多尺度环境演变行为，多相微环境中电化学活性位点的协同机制和构效关系，电池全生命周期的结构演变规律。

　　（三）带电界面的相互作用与调控机制。

　　能量高密存储与高效转化的电池体系中电极与电解质表界面的作用机制，电池带电界面调控和性能提升规律。

　　三、2024年度资助研究方向

　　（一）培育项目。

　　围绕上述科学问题，以总体科学目标为牵引，对于探索性强、选题新颖、前期研究基础较好的申请项目，将以培育项目的方式予以资助，研究方向如下：

　　1.电池新概念及新结构。

　　针对现有电池体系在安全、寿命、续航能力、充电时间、环境适应性等方面的瓶颈问题，从电极设计、电芯构筑、模组集成、电池组管理等尺度提出新概念和新结构。鼓励申请人提出超越传统电池体系的原创性电池概念、新的能量储存与转换的物理化学机制，提出与当前电池体系有本质区别的结构体系与发展路径，发掘能量转换、物质输运、稳定性、安全性之间的关联规律与变化趋势，阐明电池新结构的能质传递与转化调控规律。

　　2.电池新理论及人工智能方法。

　　针对传统双电层理论和空间电荷层理论无法精准描述恒定电极电势、恒定离子强度、非平衡态、离子极化场、复杂界面双电层等电化学属性的问题，发展针对复杂电池体系原位、动态的结构和过程的精确、高效计算新方法和计算工作流，提出新理论；发展基于第一性原理的多物理场电化学双电层仿真方法，建立从微观到介观的跨尺度电化学理论模型；探明多物理场耦合下的电荷转移新机制，研究流体电池热质传递和电化学反应耦合过程，构建电池全生命周期全要素数字孪生系统和碳足迹模型。通过高通量计算以及实验数据，发展针对正负电极、电解质特定性质的机器学习模型，挖掘、设计电池新材料；筛选可精确描述电池特性的描述符体系，利用机器学习模型，精确评估、预测电池全生命周期参数，明晰电池衰减以及失效机制，建立电池安全性预警策略。

　　3.电池新表征方法及机制。

　　针对传统表征技术难以研究真实工况下电池的问题，发展先进的原位、工况表征新方法，揭示真实条件下电化学反应机理，阐明电极材料结构组成、电解液与界面微观结构及动态演变规律；建立表征数据可靠性的质量管理体系；研究电池传感响应特性，开发电池无损-工况-全范围检测方法；探索超低温、超高温、微重力、强冲击、强辐照等极端条件下电化学反应过程和机制。

　　4.电池新材料及创制策略。

　　针对现有电池材料在能量密度、功率密度以及安全性、寿命、成本等方面的不足，突破传统电池材料性能和资源瓶颈，开发基于丰产元素的高比能电池新材料，高安全宽温域阻燃液态和固态电解质，安全且高效的电极材料和关键辅材。结合电池材料基因数据库和智能算法，发展自动化制备和实验验证技术，实现电池关键材料及配方的理性设计和自动化实验验证的智能闭环。

　　5.颠覆性电池储能新体系。

　　提出区别于基于传统能质转化机制的电池体系，鼓励创制颠覆性能量储存新体系，发展基于新的能质转化原理与能量赋存形式的储能器件，阐明储能机制与性能特性的关联，验证新型储能电池体系实现路径和可行性，例如但不局限于同位素储能电池、量子储能电池、相变储能电池、智慧储能电池等非常规储能体系。

　　（二）重点支持项目。

　　围绕前沿科学问题和产业重大需求，以总体科学目标为牵引，对于前期研究成果积累较好、对总体目标有较大贡献的申请项目，将以重点支持项目的方式予以资助，鼓励与企业联合申报，研究方向如下：

　　1.电池系统工况表征新技术。

　　针对电池体系动态、工况下关键信息采集和分析的瓶颈，依托大型科学仪器装置和其他先进表征技术，以揭示电极结构和电极-电解液表界面关键动态变化过程中的新原理、新机制为导向，构建基于光谱、质谱、能谱等多谱学方法联用的原位/工况表征系统，实现共点（面）、同时刻原位表征电极结构和电极-电解液表界面的关键动态变化过程，发展能覆盖电池全生命周期的多维度工况表征技术，揭示新原理、新机制，针对电池体系关键动态过程的多模态全局表征建立新范式。

　　2.基于丰产元素的本质安全电化学长时储能新体系。

　　针对现有储能电池资源受限、高安全风险等问题，开发基于丰产元素的新型高安全电活性物质、正负极、电解质等关键材料，阐明电化学反应过程和能质传输过程基本规律；通过先进表征和模拟方法，厘清电池失效机制，并提出结构调控策略，发展本质安全、低成本、长寿命、宽温域、快响应的长时储能电池新体系，实现电池80%深度充放电超万次循环的性能突破，优化模组集成和系统管理，探索其在大规模长时能量存储领域的应用。

　　3.高比能高功率高安全的动力电池新体系。

　　针对现有动力电池续航里程短和充电速度慢等问题，创制兼容性好和离子电导率高的新型功能电解液、比能高和稳定性好的正负极新材料和电池新架构；结合原位表征技术和多尺度理论计算模拟，解析电池中物质与能量输运规律，阐明材料构效关系，揭示材料、电极、电池、模组等不同尺度下结构演变规律，发展高比能、本质安全、快充放、宽温域的动力电池新体系，实现电池能量密度高于700Wh/kg和在10C倍率充电的性能突破，优化模组集成与系统管理，并推动其在动力电源中的应用。

　　4.高比能长寿命高安全的全固态电池。

　　针对现有固态电池体系载流子输运速率慢、电极-电解质固/固界面阻抗大等问题，通过开发新型固态电池关键材料与原位电化学表征技术，多尺度解析固态电池表界面结构演化规律，揭示热-电-力-化学耦合下的电池性能衰退与热失效机制，构建大尺寸固态电池的多物理场耦合模型，发展高比能、高安全、长寿命的固态电池新体系，实现电池能量密度高于600Wh/kg和循环寿命大于1000周的性能突破，优化模组集成与系统管理，提供固态电池失效预警与防护的理论依据。

　　5.极端条件下能质高效转化的电池新体系。

　　针对超宽温域、高压力、微重力、高湿度、强冲击、高加速度、强辐照等极端环境与力学条件下的能量可逆存储需求，探明极端条件下荷质传输动力学与过程强化规律，建立耐受极端条件的电池材料体系新架构，开发满足极端条件使用要求的长贮存、快激活、高比能电池，实现电池工作温域宽于−70℃～+80℃、抗过载能力大于20000g（加速度）或贮存寿命大于20年的性能突破，并提出电池模组集成与系统管理方法。

　　6.电池人工智能大模型与数据共享平台。

　　针对电池体系在时空尺度的跨越性、复杂性以及多物理场、多参数耦合性，构建标准电池模型的实验和计算融合数据库与开放交互共享平台，发展可精细化描述新电池体系结构与性能的人工智能大模型；通过多维度关键特征信息抽取和机器学习训练，融合电池领域文献与现有大语言模型，训练具有百亿级参数体量的电池体系大语言模型，为电池新结构开发、新材料体系设计，新物理化学机制挖掘、全寿命运行监测管理等提供智能化数据化手段和共享平台。

　　四、项目遴选的基本原则

　　（一）紧密围绕核心科学问题，注重需求及应用背景约束，鼓励原创性、基础性和交叉性的前沿探索。

　　（二）优先资助能够解决超越传统的电池体系中的基础科学难题并具有应用前景的研究项目。

　　（三）重点支持项目应具有良好的研究基础和前期积累，对总体科学目标有直接贡献与支撑。

　　五、2024年度资助计划

　　拟资助培育项目约25项，直接费用资助强度不超过80万元/项，资助期限为3年，培育项目申请书中研究期限应填写“2025年1月1日－2027年12月31日”；拟资助重点支持项目约6项，直接费用资助强度约为300万元/项，资助期限为4年，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2025年1月1日－2028年12月31日”。

　　六、申请要求及注意事项

　　（一）申请条件。

　　本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件：

　　1. 具有承担基础研究课题的经历；

　　2. 具有高级专业技术职务（职称）。

　　在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。

　　（二）限项申请规定。

　　执行《2024年度国家自然科学基金项目指南》“申请规定”中限项申请规定的相关要求。

　　（三）申请注意事项。

　　申请人和依托单位应当认真阅读并执行本项目指南、《2024年度国家自然科学基金项目指南》和《关于2024年度国家自然科学基金项目申请与结题等有关事项的通告》中相关要求。

　　1.本重大研究计划项目实行无纸化申请。申请书提交日期为2024年4月1日－2024年4月11日16时。

　　（1）申请人应当按照科学基金网络信息系统中重大研究计划项目的填报说明与撰写提纲要求在线填写和提交电子申请书及附件材料。

　　（2）本重大研究计划旨在紧密围绕核心科学问题，对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合，成为一个项目集群。申请人应根据本重大研究计划拟解决的核心科学问题和项目指南公布的拟资助研究方向，自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。

　　（3）申请书中的资助类别选择“重大研究计划”，亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”，附注说明选择“超越传统的电池体系”，受理代码选择T01，根据申请的具体研究内容选择不超过5个申请代码。培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。

　　（4）申请人在申请书起始部分应明确说明申请符合本项目指南中的资助研究方向，以及对解决本重大研究计划核心科学问题、实现本重大研究计划科学目标的贡献。

　　如果申请人已经承担与本重大研究计划相关的其他科技计划项目，应当在申请书正文的“研究基础与工作条件”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。

　　2.依托单位应当按照要求完成依托单位承诺、组织申请以及审核申请材料等工作。在2024年4月11日16时前通过信息系统逐项确认提交本单位电子申请书及附件材料，并于4月12日16时前在线提交本单位项目申请清单。

　　3.其他注意事项。

　　（1）为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成，获得资助的项目负责人应当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定，项目执行过程中应关注与本重大研究计划其他项目之间的相互支撑关系。

　　（2）为加强项目的学术交流，促进项目群的形成和多学科交叉与集成，本重大研究计划将每年举办1次资助项目的年度学术交流会，并将不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。

　　（四）咨询方式。

　　交叉科学部交叉科学一处

　　联系电话：010-62328382

国家自然科学基金委员会工程与材料科学部

关于2024年第1期专项项目（科技活动项目）申请的通告

　　根据《国家自然科学基金专项项目管理办法》，为加强学科发展战略顶层设计，促进国际（地区）合作交流和人才培养，工程与材料科学部现公开发布2024年第1期专项项目（科技活动项目）申请的通告。

　　一、定位、资助范围

　　专项项目（科技活动项目）用于资助与国家自然科学基金发展相关的战略与管理研究、学术交流活动、科学传播、平台建设等活动。工程与材料科学部每年分两期专项项目（科技活动项目）进行资助。第1期在上半年发布，项目执行期限半年，主要资助2024年7月－12月的科技活动；第2期在下半年发布，项目执行期限一年，主要资助2025年1月－12月的科技活动。

　　本期专项项目（科技活动项目）包括以下2种类型：

　　（1）工程与材料科学相关领域学科发展战略研究（下文简称“战略与管理研究类”项目）；

　　（2）在华举办的有影响的国际（地区）学术会议和基础研究短期人才培训活动（下文简称“学术交流类”项目）。

　　二、申报要求及注意事项

　　（一）申请资格及限项规定。

　　1.资助期限不超过1年（含）的专项项目不计入限项范围。

　　2.本期专项项目不计入高级专业技术职务（职称）人员申请和承担总数2项的范围。

　　3.申请人同一年度只能承担1项专项项目。

　　4.申请人应具有高级专业技术职务（职称）或者具有博士学位。正在博士后流动站或者工作站内从事研究工作、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得申请专项项目。

　　5.“战略与管理研究类”科技活动项目的申请人应对相应学科发展规律与态势有较清楚的了解，建议申报前与对应申请代码学科（处）进行咨询。对前期已在相应学科领域取得创新性成果、结题绩效评估优秀的项目负责人提出的“战略与管理研究类”项目申请，将在同等条件下予以优先资助。

　　6.“学术交流类”科技活动项目中的在华举办的国际（地区）学术会议应为国际学术组织发起的有影响的系列会议，项目申请人应为组委会主要成员，申请书电子版附件材料须包括国际学术组织授权举办会议的证明材料和依托单位上级主管部门的正式批文（扫描件）。在华举办的基础研究短期人才培训活动，项目申请人应为组委会主要成员或主讲教师。

　　上述条件不满足或材料不完整，将不予受理。

　　（二）申请书填写。

　　1.本专项项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下：

　　（1）申请书中的资助类别选择“专项项目”，亚类选择“科技活动项目”，附注说明选择“科学部综合科技活动项目”，根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码（以E开头的申请代码）。

　　（2）申请人应在项目名称中明确申请的科技活动类型，采用“XXX类：XXX项目名称”的格式。申请书正文应与所申请的类型相对应。

　　（3）专项项目（科技活动项目）一般应当在活动开展前3个月提出申请。项目研究期限起止年月统一为2024年7月1日－2024年12月31日。

　　以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理。

　　2.申请书正文应与所申请的类型相对应。

　　（1）“战略与管理研究类”科技活动项目应包括：学科发展的现状、态势、所面临的挑战与机遇、战略研究目标、内容、研究方案、可行性分析、预期成果等。

　　（2）“学术交流类”科技活动项目应包括：举办科技活动的背景和意义、组委会组成情况、活动的起止时间、参加范围、规模、潜在影响、重要报告或课程名称及其主讲人介绍、境外拟参会人员名单、预期成果等。

　　3.科技活动项目预期成果中必须包括与活动主题相关的调研报告/活动总结；若申请获得资助，调研报告/活动总结将是结题审查的重要材料。

　　（三）申请注意事项。

　　1.申请人在填报申请书前，应当认真阅读《国家自然科学基金专项项目管理办法》《2024年度国家自然科学基金项目指南》和本通告的相关内容。不符合管理办法、项目指南和相关要求的申请项目不予受理。

　　2.申请人登录科学基金网络信息系统https://grants.nsfc.gov.cn/（没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户），按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。

　　3.本期专项项目实行无纸化申请，申请材料接收时间为2024年3月27日－2024年3月29日16时，在接收时间之外提交的申请将不予受理。

　　4.申请人完成申请书撰写后，在线提交电子申请书及附件材料。申请材料中所需的附件材料（有关证明材料、审批文件和其他特别说明要求提交的材料原件），全部以电子扫描件上传。

　　5.申请人应当严格执行国家自然科学基金资助项目资金管理相关规定。

　　6.依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性、完整性和合规性进行审核，须在项目接收工作截止时间前（2024年3月29日16时）通过信息系统逐项确认，提交本单位电子申请书及附件材料。依托单位须在截止时间后24小时内在线提交本单位项目申请清单。依托单位未在截止时间前完成审核，或者未在截止时间后24小时内提交项目清单的申请将不予受理。2024年自然科学基金委全面实行无纸化申请，无需报送纸质申请书；项目获批准后，将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后，一并提交。签字盖章的信息应与电子申请书严格保持一致。

　　三、咨询联系方式

　　（一）填报过程中遇到的技术问题，可联系国家自然科学基金委员会信息中心协助解决，联系电话：010-62317474。

　　（二）“战略与管理研究类”与“学术交流类”项目申请有关问题可咨询工程与材料科学部相关学科（处）。

　　（三）其他问题可咨询国家自然科学基金委员会工程与材料科学部综合与战略规划处，联系电话：010-62326884；电子信箱：doeminfo@nsfc.gov.cn。

　　国家自然科学基金委员会

　　工程与材料科学部

　　2024年2月27日