中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所復(fù)合材料與器件先進(jìn)制造研發(fā)中心的研究方向主要涉及三大技術(shù)領(lǐng)域：碳纖維及其復(fù)合材料研制、等離子體基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)研究、高能量密度儲(chǔ)能系統(tǒng)及動(dòng)力電源器件研發(fā)。?
1.?碳纖維及其復(fù)合材料研制?
該方向以開展高性能碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化為主要目標(biāo)，在碳纖維基礎(chǔ)理論及合成技術(shù)研究方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，尤其在碳纖維的聚合、紡絲、氧化、碳化、復(fù)合材料加工等工藝過(guò)程中形成了獨(dú)有的專利技術(shù)優(yōu)勢(shì),建成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集碳纖維研究、制造及復(fù)合材料加工的大型科研基地。該方向設(shè)有材料工程碩士點(diǎn)，具體研究?jī)?nèi)容如下：?
1）高性能碳纖維用聚合液的聚合工藝研究及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)?
2）高性能碳纖維用原絲的紡絲工藝研究及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)?
3）高性能碳纖維的氧化、碳化工藝研究及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)?
4）高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中自動(dòng)化控制的研究及應(yīng)用?
5）高性能碳纖維專用浸潤(rùn)劑、油劑、上漿劑的研究及應(yīng)用?
6）高性能碳纖維產(chǎn)業(yè)化工藝設(shè)計(jì)及軟件包開發(fā)?
7）碳纖維整個(gè)工藝流程中性能分析測(cè)試方法的研究和標(biāo)準(zhǔn)制定?
8）高性能碳纖維制備過(guò)程中流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、工藝過(guò)程的模擬研究?
9）碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究及產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)?
為促進(jìn)中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所在碳纖維基礎(chǔ)材料領(lǐng)域的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，2010年西安光機(jī)所與鎮(zhèn)江市人民政府等多家單位聯(lián)合，成立了江蘇航科復(fù)合材料科技有限公司，開創(chuàng)了本所碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研互動(dòng)基地。2011年第一期工程完成，建成了國(guó)內(nèi)首條百噸級(jí)T800碳纖維生產(chǎn)線并順利投產(chǎn)運(yùn)行。生產(chǎn)的碳纖維及其復(fù)合材料經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)及多家用戶單位應(yīng)用，表明產(chǎn)品性能均達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)。該方向現(xiàn)有專職科研人員10人，生產(chǎn)人員120人，在讀博士、碩士10人。 ?
碳纖維及其復(fù)合材料領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研互動(dòng)基地——江蘇航科復(fù)合材料科技有限公司
碳纖維生產(chǎn)工藝流程
該方向以等離子體基礎(chǔ)理論研究為支撐，以等離子體核心器件設(shè)計(jì)、等離子體診斷為主要目標(biāo)，面向能源、動(dòng)力、化工、環(huán)保、先進(jìn)制造等領(lǐng)域開展應(yīng)用研究工作。設(shè)有等離子體物理博士點(diǎn)，具體研究?jī)?nèi)容如下：?
1）等離子體電、磁、光學(xué)現(xiàn)象基礎(chǔ)物理研究?
2）等離子體推進(jìn)技術(shù)研究?
3）等離子流體發(fā)電技術(shù)研究?
4）等離子體垃圾焚燒及能源循環(huán)利用、化學(xué)合成及“能電氣”閉環(huán)應(yīng)用技術(shù)研究?
5）等離子體空氣凈化與水處理應(yīng)用技術(shù)研究?
6）等離子體催化轉(zhuǎn)化、材料合成、表面處理、金屬滲氮、冶金、表面聚合、表面接枝、表面改性和微米納米技術(shù)研究、實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)?
7）內(nèi)燃機(jī)等離子體助燃技術(shù)研究?
等離子體研究方向的團(tuán)隊(duì)有很強(qiáng)的研究實(shí)力、產(chǎn)業(yè)化能力和經(jīng)驗(yàn)積累。通過(guò)與企業(yè)大力合作和推廣應(yīng)用，將成為國(guó)內(nèi)等離子體物理化學(xué)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域有影響力和凝聚力的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)支撐基地。中心的多項(xiàng)科技成果已通過(guò)所屬西安航科等離子體科技有限公司轉(zhuǎn)化為規(guī)?；a(chǎn)業(yè)，為等離子體技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用和持續(xù)創(chuàng)新提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。?
3.?高能量密度儲(chǔ)能系統(tǒng)及動(dòng)力電源器件研發(fā)?
該方向以開展高能量密度儲(chǔ)能材料與動(dòng)力系統(tǒng)、全固態(tài)離子電池、固態(tài)電解質(zhì)材料、電池組裝與封包工藝、電源管理系統(tǒng)等為主要研究目標(biāo)。具體研究?jī)?nèi)容如下：?
1）高能量密度全固態(tài)鋰離子電池研制?
2）高離子傳導(dǎo)率固體電解質(zhì)材料的研究?
3）全固態(tài)超級(jí)電容器研制?
4）特種高功率大電流動(dòng)力儲(chǔ)能電池研制?
5）高可靠性的電源管理系統(tǒng)研制?
鋰離子電池具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、比能量高、單體電壓高，無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，與常規(guī)鉛酸電池相比，提供相同能量的鋰離子儲(chǔ)能電池，其重量和體積至少減少一半以上。但目前被廣泛使用的鋰離子電池普遍采用有機(jī)液體作為電解質(zhì),存在漏液、氣脹、易燃、易爆、易腐蝕、耐溫度和壓力沖擊性能差、密封性能不佳等安全隱患，一定程度上制約了其在對(duì)安全性、可靠性和壽命要求較高的場(chǎng)合應(yīng)用。而采用新型固體電解質(zhì)替代液體電解質(zhì)則可以完全彌補(bǔ)傳統(tǒng)鋰離子電池的不足，是未來(lái)貯能電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和主導(dǎo)方向。如新型固體電解質(zhì)電池不含液體成分,可避免有機(jī)電解液的泄漏問(wèn)題和安全隱患；固態(tài)化電解質(zhì)既充當(dāng)了離子傳導(dǎo)電解質(zhì)和隔膜的作用,又簡(jiǎn)化了電池結(jié)構(gòu)，便于實(shí)現(xiàn)輕量及微型化；可直接采用鋰金屬作為負(fù)極從而顯著提高鋰電池的容量和能量密度；結(jié)構(gòu)及裝配工藝大大簡(jiǎn)化，生產(chǎn)成本較低；不存在液態(tài)化學(xué)電解質(zhì)失效的問(wèn)題，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)。?
西安光機(jī)所復(fù)合材料與器件先進(jìn)制造研發(fā)中心擁有專業(yè)的電池加工與測(cè)試設(shè)備，在高能量密度全固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域已開展多年研究，目前正在進(jìn)行研究成果的技術(shù)轉(zhuǎn)化工作。?
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