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本成果涉及一種石墨烯在全氟烷氧基樹脂（PFA）聚合物基材中定向排布的導熱新材料。其復合材料熱導率在平行于石墨烯排布方向，可達 25 W/(m·K) 以上，是原聚合物基材全氟烷氧基樹脂（PFA）熱導率的約 100 倍。

本項目提出采用常壓流動氣氛燒結制備Ce3+:YAG基熒光陶瓷的技術路線，大幅降低熒光陶瓷的制備成本，打通熒光陶瓷大規(guī)模商業(yè)化進程的一個最重要環(huán)節(jié)。 通過復相結構、氣孔控制等手段提高出光效率。同時，為獲得更高光色品質(zhì)的透明晶態(tài)熒光體，正在積極研發(fā)Ce3+、Eu2+離子激活分子篩衍生物透明晶態(tài)熒光體，獲得紫外激發(fā)下具有高效、高猝滅溫度的綠、紅發(fā)光新型熒光體。提升高流明密度固態(tài)光源的光品質(zhì)。相比熒光單晶及熒光玻璃，熒光陶瓷在光品質(zhì)調(diào)控上更具優(yōu)勢；制備成本低、易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)；離子價態(tài)穩(wěn)定，基質(zhì)結構調(diào)控自由度大；顯色指數(shù)、色溫調(diào)制能力強；易于復雜形狀制備，以提高出光效率或?qū)崿F(xiàn)光場分布設計。

中心通過“裝備與工藝的協(xié)同創(chuàng)新”，創(chuàng)新發(fā)展了具有自主產(chǎn)權的大科學裝置—MOCVD高端裝備，并在硅襯底上生長第三代半導體InGaN黃光LED材料，取得了歷史性突破，將黃光LED的光效由國際上報道的不足10%，提升到了27.9%，結束了國際市場上長期缺乏高光效黃光LED的局面。國際同行、諾貝爾獎獲得者中村修二教授高度稱贊這項成果：“硅基黃光LED的技術水平國際領先，這是屬于中國人首次發(fā)明的照明技術，它有非常大的價值。”陳良惠院士領銜的12位業(yè)內(nèi)專家，對

最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉(zhuǎn)換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經(jīng)應用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產(chǎn)品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩(wěn)定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅(qū)體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅(qū)體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產(chǎn)氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發(fā)光穩(wěn)定可控的發(fā)光材料，節(jié)約后處理成本。

高比能電池面向國家重大需求，僅鋰電池 2017 年市場規(guī)模已超過 1 億 kWh，并且隨著電動汽車、規(guī)模儲能市場的迅速發(fā)展，電池需求快速增加，市場規(guī)模很快將超過 3000 億元。 本項目為陳軍教授團隊十余年的研發(fā)成果，主要包含新型鋰電池、鈉電池、鋅電池等新能源電池，可用于電動汽車、可再生能源風光發(fā)電儲能等領域。 1. 開發(fā)了兩類新型鋰電池正極材料：取代型錳系尖晶石正極材料和摻雜型超高鎳含量三元層狀材料。這兩種材料原料便宜、制備工藝（連續(xù)共沉淀與梯度加熱）簡單，成本優(yōu)勢明顯，并且性能優(yōu)異，產(chǎn)品晶相純度高、形貌規(guī)整、振實密度大、長周期循環(huán)穩(wěn)定性好。 2. 針對傳統(tǒng)無機電極材料的不足，研發(fā)有機電極材料，它們由高豐度的 C、H、O、N 等元素組成，具有易合成、低成本、綠色環(huán)保等突出優(yōu)點，并且由于可實現(xiàn)多電子反應，容量大、能量密度高，此外有機電極材料柔韌性強，在柔性可折疊等新穎結構電池體系中應用前景巨大。 部分有機電極材料在實驗室中已實現(xiàn)公斤級制備，并組裝 Ah 級軟包全電池，經(jīng) 18 所等權威機構檢測鑒定，能量密度超過 300Wh/kg，通過安全性測試。計劃 5 年內(nèi)完成 1-2 種有機電極材料的中試，并實現(xiàn)部分電池產(chǎn)品的應用示范，具有清潔環(huán)保優(yōu)勢。 可合作宏量制備及大容量電池裝配，推進中試和產(chǎn)業(yè)化，將產(chǎn)生顯著經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉(zhuǎn)換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能

高比能電池面向國家重大需求，僅鋰電池 2017 年市場規(guī)模已超 過 1 億 kWh，并且隨著電動汽車、規(guī)模儲能市場的迅速發(fā)展，電池需 求快速增加，市場規(guī)模很快將超過 3000 億元。 本項目為陳軍教授團隊十余年的研發(fā)成果。 1. 開發(fā)了兩類新型鋰電池正極材料：取代型錳系尖晶石正極材 料和摻雜型超高鎳含量三元層狀材料。相對于 LiCoO2，這兩種材料 原料便宜、制備工藝（連續(xù)共沉淀與梯度加熱）簡單，成本優(yōu)勢明顯， 并且性能優(yōu)異，產(chǎn)品晶相純度高、形貌規(guī)整、振實密度大、長周期循 環(huán)穩(wěn)定性好。 2. 針對傳統(tǒng)無機電極材料的不足，研發(fā)有機電極材料，它們由高 豐度的 C、H、O、N 等元素組成，具有易合成、低成本、綠色環(huán)保等 突出優(yōu)點，并且由于可實現(xiàn)多電子反應，容量大、能量密度高，此外 有機電極材料柔韌性強，在柔性可折疊等新穎結構電池體系中應用前 景巨大。部分有機電極材料在實驗室中已實現(xiàn)公斤級制備，并組裝 Ah 級 軟包全電池，經(jīng)18所等權威機構檢測鑒定，能量密度超過300Wh/kg， 通過安全性測試。計劃 5 年內(nèi)完成 1-2 種有機電極材料的中試，并實 現(xiàn)部分電池產(chǎn)品的應用示范。 所需條件支持：希望能獲得 60-80 萬/年經(jīng)費與 100-200m2實驗室 支持，用于購置大容量控溫控壓反應釜、連續(xù)式沉淀反應釜、箱式氣 氛爐、旋轉(zhuǎn)窯爐、電池封裝機等設備，進行材料制備的進一步工藝優(yōu) 化、宏量放大制備以及大容量電池裝配試驗，推進中試和產(chǎn)業(yè)化。 

研發(fā)階段/n成果簡介：高導電高分子電磁屏蔽彈性密封材料是一種具有電磁屏蔽功能、使用時可在施工部位就地成型的一類電磁密封材料。在成型前呈膏狀，成型時通過在需要電磁密封部位擠壓成所需要的形狀，在常溫下自動固化，形成彈性體襯墊。具有高電性能而達到電磁屏蔽的目的。該材料最大的優(yōu)點是可將這種半流體狀材料，按照客戶指定的尺寸和形狀要求，直接點涂到電子裝置部件，在室溫下成型成襯墊，消除了使用傳統(tǒng)襯墊時裁切成型及裝配工序，從而大大節(jié)省裝配時間和制造成本，產(chǎn)品無污染。主要用于電子產(chǎn)品。效益分析：設備投入：50萬元/年

成果簡介： 最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉(zhuǎn)換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經(jīng)應用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產(chǎn)品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩(wěn)定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅(qū)體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅(qū)體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產(chǎn)氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發(fā)光穩(wěn)定可控的發(fā)光材料，節(jié)約后處理成本。

高導熱寬頻強吸收吸波彈性體材料通過將氮化硼、石墨烯等二維納米材料進行高效剝離、與納米鐵氧體顆粒雜化、采用高效均勻的混合攪拌和高精度的壓延成型工藝制備而成，具有導熱吸波性能、力學性能好、硬度低等特點，其導熱系數(shù)大于3wm-1k-1， 吸收頻寬（RL<-10dB）高達 5GHz，最小反射損耗低于-50dB，達國內(nèi)先進水平。