2022年北京市科学技术奖科学技术进步奖提名公示

2022年北京市科学技术奖科学技术进步奖提名公示一、项目名称高储能薄膜电容器聚合物电介质电-热性能调控机制与方法二、提名者及提名意见提名单位：清华大学高储能薄膜电容器是支撑新能源电力系统、国家重大科学研究计划和电磁脉冲武器等领域发展的重要装备，已成为我国“卡脖子”瓶颈技术。该成果从理论和方法上突破了高储能薄膜电容器两类关键聚合物电)质电热性能难以协同调控的关键科学问题，在国际上率先建立了面向高储能电容器介质性能协同调控的新机制和学术思想，实现了介质材料电-热性能协同调控,撰写出版了该领域首部中英文专著，为推动该领域发展提供了重要理论支撑，对未来新型电力装备研发做出了开拓性贡献。5篇代表作单篇最高他引953次，1篇入选ESI高被引和热点论文，所发展的介质电热性能调控理论与方法被国内外同行广泛采用。该项目研究具有理论系统性和独创性,为解决国内外关注的“高储能薄膜电容器聚合物电介质电-热性能协同调控机制”关键科学问题提供了基础理论和方法。项目完成人中有2人获得国家杰青和国家优青成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合北京市科技进步奖提名条件。提名该项目为北京市科学技术奖自然科学奖(一等奖)。三、项目简介本项目属于电气工程学科电工材料应用基础研究领域。高储能密度薄膜电容器是支撑新能源电力系统和电磁弹射武器等高新技术发展的核心器件，已成为我国“卡脖子”技术。目前高储能薄膜电容器性能提升主要受限于储能介质和封装介质的电-热性能。储能介质影响器件储能密度的提升，封装介质关系到器件的稳定性和寿命。大幅提高储能薄膜电容器性能的关键是解耦协同调控这两类介质材料的介电常数(k)与击穿场强(Eb)、介电参数(介电常数k和介电损耗tanδ)与热导率(λ)、热导率(λ)与击穿电场(Eb)之间相互关联的物理参数，这些已成为国际电介质研究的热点和挑战性难题。本项目在国家杰青基金、重点和面上基金等支持下，从材料微结构设计和综合性能需求出发，构筑了具有电-热-储能特性优异的新型电介质材料，实现了介质材料综合性能的协同调控；在国际上率先建立了面向高储能电容器介质性能协同调控的新机制和学术思想，为推动该领域发展提供了重要理论支撑和物质基础，研究成果在国内外产生了重要学术影响。成果为解决国内外关注的“高储能薄膜电容器两类介质电-热性能协同调控机制”难题提供了关键理论和实用方法，为发展高效、长期安全的高储能密度薄膜电容器提供了物质基础。出版该领域中英文专著3部，5篇代表性论文全部发表在高影响因子Top一区期刊，包括AdvancedMaterials、EnergyStorageMaterials和NanoEnergy等,2篇入选ESI高被引论文。5篇代表性论被美国、法国及其他国家等国内外100多个知名研究机构的著名科学家在SCI刊物他引1400次，单篇最高引用953次。项目完成过程中，授权发明专利15件，部分研究成果实现了市场落地转化和工程应用，完成人中有2人分别获得国家杰青和国家优青学术荣誉，2019年清华和西科大合作申请获得了国家自然科学基金电工学科重点项目的资助，2021年第一完成人党智敏牵头负责的国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项“干式直流电容器用电介质薄膜材料”获科技部立项资助。第一完成人目前担任国际期刊IETNanodielectrics创刊主编，已连续7年入选世界知名出版机构Elsevier数据库“中国高被引学者”名单。在陕西省人才项目支持下，第一完成人在西科大牵头成立“能源电工材料”团队，并积极带领团队从事科学研究及人才培养，合作申请立项国家自然科学基金重点项目1项，累计合作发表高水平论文20篇。该项目部分研究成果2018年曾获陕西省高等学校科学技术(自然科学)一等奖。四、主要知识产权和标准规范等支撑材料目录（限15条）序号论文专著名称刊名作者年卷页码（xx年xx卷xx页码）发表时间（年月日）通讯作者（含共同）第一作者（含共同）国内作者他引总次数检索数据库知识产权是否归国内所有1Improveddielectric,tensileandenergystoragepropertiesofsurfacerubberizedBaTiO3/polypropylenenanocompositesNanoEnergyMing-ShengZheng,Yu-TingZheng,Jun-WeiZha,YuYang,PengHan,Yong-QiangWen,Zhi-MinDang2018,48:144-1512018-11Jun-WenZha,Zhi-MinDangMing-ShengZhengMing-ShengZheng,Yu-TingZheng,Jun-wenZha,YuYang,PengHan,Yong-QiangWen,Zhi-MinDang108SCI核心数据库是2Highenergydensityanddischargeefficiencypolypropylenenanocompositesforpotentialhigh-powercapacitor\o"GotoEnergyStorageMaterialsonScienceDirect"EnergyStorageMaterialsBiaoLiu,MinhaoYang,Wen-YingZhou,Hui-WuCai,Shao-LongZhong,Ming-ShengZheng,Zhi-MinDang2020,27:443-4522020-04MinhaoYang,Hui-WuCai,Zhi-MinDang.BiaoLiuBiaoLiu,MinhaoYang,Wen-YingZhou,Hui-WuCai,Shao-LongZhong,Ming-ShengZheng,Zhi-MinDang58SCI核心数据库是3Flexible

nanodielectric

materials

with

high

permittivity

for

powerenergy

storageAdvancedMaterialsZhi-MinDang,Jin-KaiYuan,Sheng-HongYao,Rui-JinLiao2013,

25(44),

6334-6365.2013-11Zhi-MinDang;Jin-KaiYuanZhi-MinDangZhi-MinDang,Jin-KaiYuan,Sheng-HongYao,Rui-JinLiao953SCI核心数据库是4Polymercompositesfilledwithcore@double-shellstructuredfillers:effectsofmultipleshellsondielectricandthermalpropertiesCompositesScienceandTechnologyWenyingZhou,YujiaKou,MengxueYuan,BoLi,HuiwuCai,ZhenLi,FuxinChen,XiangrongLiu,GuanghengWang,QingguoChen,Zhi-MinDang2019,181:107686.2019-9WenyingZhou,BoLi,Zhi-MinDangWenyingZhouWenyingZhou,YujiaKou,HuiwuCai,ZhenLi,FuxinChen,XiangrongLiu,GuanghengWang,QingguoChen,Zhi-MinDang.42SCI核心数据库是5Enhanced

thermal

conductivity

and

mechanical

property

through

boron

nitride

hot

string

in

polyvinylidene

fluoride

fibers

by

electrospinning\o"GotoCompositesScienceandTechnologyonScienceDirect"CompositesScienceandTechnologyDong-LiZhang,Jun-WeiZha,Wei-KangLi,Chao-QunLi,Si-JiaoWang,YongqiangWen,Zhi-MinDang2018,156:1-7.2018-3Jun-WeiZha,Zhi-MinDangDong-LiZhangDong-LiZhang,Jun-WeiZha,Wei-KangLi,Chao-QunLi,Si-JiaoWang,YongqiangWen,Zhi-MinDang.92SCI核心数据库是六、主要完成人情况姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位对本项目贡献党智敏1无教授级清华大学清华大学本项目科学问题和总体学术思想的提出者，负责研究路线设计及项目管理和协调，对发现点1、2、3均有重要贡献。项目代表作5篇论文共同通讯作者，代表作3第一作者。贡献包括：(1)发现了解耦调控介电参数提高聚合物介质储能密度的机理；(2)揭示了储能聚合物复合介质高导热低损耗协同调控的机制；(3)建立了电容器绝缘封装聚合物介质电-热性能协同提升新方法。发表电介质结构性能调控SCI论文300余篇，2014年获基金委国家杰青人才项目资助。周文英2无教授西安科技大学西安科技大学本项目主要科学问题和学术思想的参与提出者、主要研究路线的设计及研究实施者，对发现点1、2、3均有重要贡献。项目代表作4共同通讯作者。贡献包括：(2)揭示了储能聚合物复合介质高导热低损耗协同调控的机制；(3)建立了电容器绝缘封装聚合物介质电-热性能协同提升新方法。查俊伟3无教授北京科技大学北京科技大学本项目部分科学问题和学术思想的参与提出者，对发现点1和3均有贡献。项目代表作1和5共同通讯作者。贡献包括：(1)发现了解耦调控介电参数提高聚合物介质储能密度的机理；(3)建立了电容器绝缘封装聚合物介质电-热性能协同提升新方法。2016年获基金委国家优青人才项目资助。刘向荣4无教授西安科技大学西安科技大学本项目部分科学问题和学术思想的参与提出者，对发现点2做出了贡献。项目代表作4共同作者。贡献包括：(2)揭示了储能聚合物复合介质高导热低损耗协同调控的机制。获陕西省优秀教师和陕西省教学名师称号。钟少龙5无助力研究员清华大学清华大学本项目部分科学问题和学术思想的参与提出者，对发现点1做出了贡献。项目代表作2共同作者。贡献包括：(1)发现了解耦调控介电参数提高聚合物介质储能密度的机理。七、主要完成单位情况1、清华大学组织实施了本项目的研究，是代表作2主要完成者和代表作1、4、5主要参与者，对3个发现点均做出了重要贡献，包括：(1)发现了解耦调控介电参数提高聚合物介质储能密度的机理；(2)揭示了储能聚合物复合介质高导热低损耗协同调控的机制；(3)建立了电容器绝缘封装聚合物介质电-热性能协同提升新方法。2、西安科技大学重点参与本项目的研究，是代表作2主要参与者和代表作4主要完成者，对3个发现点均做