國自然：關于發布超越傳統的電池體系重大研究計劃2026年度項目指南的通告

國家自然科學基金委員會現發布超越傳統的電池體系重大研究計劃2026年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

國家自然科學基金委員會

2026年1月26日

超越傳統的電池體系重大研究計劃

2026年度項目指南

　　超越傳統的電池體系重大研究計劃面向“雙碳”戰略和國家安全的重大需求，針對儲能電池與動力電池在能量密度、功率密度、安全性、環境適應性、資源與成本等方面面臨的關鍵科學問題和技術瓶頸，發展超越傳統的電池體系和相關理論，為我國下一代電池創新發展提供科學支撐。

　　一、科學目標

　　聚焦電池體系的能量與物質可控輸運規律，突破傳統平板電極界面電荷層理論、“搖椅式”嵌脫儲能機制、傳統電池材料體系與架構以及當前研究范式等，發揮多學科交叉融合研究優勢，圍繞超長壽命、高穩定性儲能電池與超高比能動力電池新體系創新，取得前瞻性基礎研究成果，引領全球電池科技變革，支撐我國“雙碳”戰略和能源科技自立自強。

　　二、核心科學問題

　　本重大研究計劃圍繞以下三個核心科學問題展開研究：

　　（一）多場耦合下的電子、離子、分子等多物種輸運規律。

　　電池體系中物種的運動規律與輸運理論，多物理場（電、磁、力、熱、光等）耦合的多子傳輸與動態反應機制。

　　（二）跨尺度、多結構的能量-物質傳遞與轉化規律。

　　電池體系中物質與能量輸運的多尺度環境演變行為，多相微環境中電化學活性位點的協同機制和構效關系，電池全生命周期的轉化規律。

　　（三）帶電界面的相互作用與調控機制。

　　能量高密存儲與高效轉化的電池體系中電極與電解質表界面的作用機制，電池帶電界面調控、工況或極端條件下的熱失控機制和性能提升規律。

　　三、2026年度資助研究方向

　　（一）培育項目。

　　圍繞上述科學問題，以總體科學目標為牽引，對于探索性強、選題新穎、前期研究基礎較好的申請項目，將以培育項目的方式予以資助，研究方向如下：

　　1. 電池新概念及新結構。

　　針對現有電池體系在安全、壽命、續航能力、充電時間、環境適應性等方面的瓶頸問題，從電極設計、電芯構筑、模組集成、電池組管理等方面提出新概念和新結構。鼓勵申請人提出超越傳統電池體系的原創性電池概念、新的能量儲存與轉換的物理化學機制，提出與當前電池體系有本質區別的結構體系與發展路徑，發掘儲能密度、物質輸運、穩定性、安全性之間的關聯規律與變化趨勢，闡明電池新結構的能質傳遞與轉化調控規律。

　　2. 電池新理論及人工智能方法。

　　針對傳統雙電層理論和空間電荷層理論無法精準描述恒定電極電勢、恒定離子強度、非平衡態、離子極化場、復雜界面雙電層等電化學屬性的問題，發展針對復雜電池體系原位、動態結構和過程的精確、高效計算新方法和計算工作流，提出新理論；發展基于第一性原理的多物理場電化學雙電層仿真方法，建立從微觀到介觀的跨尺度電化學理論模型；探明多物理場耦合下的電荷轉移新機制，研究流體電池熱質傳遞和電化學反應耦合過程，構建電池全生命周期全要素數字孿生系統和碳足跡模型。通過高通量計算以及實驗數據，發展針對正負電極、電解質特定性質的機器學習模型，挖掘、設計電池新材料。

　　3. 電池工況表征新技術及安全性提升機制。

　　針對電池體系動態、工況下關鍵信息采集和分析的瓶頸，特別是難以研究真實工況下電池的熱失控問題，發展先進的原位、工況表征新方法與智能檢測新技術，闡明電極材料結構組成、電解液（或固體電解質）與界面微觀結構及動態演變規律；利用超快紅外光譜等譜學探測技術，實現對電池材料在電化學反應過程中瞬態行為和分子層次的快速監測，提供對電池內部微觀界面和反應動力學的實時高分辨率觀察，輔助精確捕捉反應中的短時間變化和動態特性,加深對電池內在反應機理的理解。開發微弱電化學信號的測試和抽取方法，實現其與電池微觀結構與過程的精準對應；研制基于量子傳感的電化學表征分析測量綜合系統，探索量子傳感捕捉電極材料工況條件下的磁性變化規律以及微區壓力與溫度探測新方法，為電池健康狀態評估與安全預警提供指導；通過材料、結構、系統多維度協同優化，建立電池安全性提升機制。

　　4. 電池新材料及創制策略。

　　針對現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，突破傳統電池材料性能和資源瓶頸，開發基于豐產元素的電極材料、寬溫域阻燃電解質、高壓電解質、安全且高效的關鍵輔材以及超輕質、耐高溫、高隔熱、抗沖擊電池組安全防護與熱管理材料體系；發展適用于金屬氫氣電池、鹵素氫電池等新體系的催化劑體系和關鍵膜材料。結合電池材料基因數據庫和智能算法，發展自動化制備和實驗驗證技術，特別針對低溫快充技術的需求，優化電池材料的充放電特性，實現電池關鍵材料及配方的理性設計和自動化實驗驗證的智能閉環。

　　5. 顛覆性電池儲能新體系。

　　提出區別于基于傳統能質轉化機制的電池體系，鼓勵創制顛覆性能量儲存新體系，發展基于新的能質轉化原理與能量賦存形式的儲能器件，闡明儲能機制與性能特性的關聯，驗證新型儲能電池體系實現路徑和可行性，例如極端環境同位素儲能電池、量子儲能電池、相變儲能電池、智慧儲能電池等非常規儲能體系。

　　（二）重點支持項目。

　　圍繞前沿科學問題和產業重大需求，以總體科學目標為牽引，對于前期研究成果積累較好、對總體目標有較大貢獻的申請項目，將以重點支持項目的方式予以資助，鼓勵與企業聯合申報，研究方向如下：

　　1. 鋰/鈉電池共性科學問題解析與顛覆性解決對策。

　　針對現有鋰/鈉電池體系中長期循環面臨的負極可逆性差、枝晶生長難控、界面易失效與電池安全風險高、極端環境服役受限等共性基礎科學問題，發展人工智能輔助的工況環境鋰電池高維復雜物理模型和高時空與能量分辨的工況條件原位探測方法，精細表征電池充放電過程負極微觀形核跨尺度生長機制，基于多物理場與多參數耦合作用機制實現精確計算，創制高可逆性與枝晶抑制新型負極材料；發展先進的表征新方法，揭示固體電解質界相（Solid Electrolyte Interphase, SEI）和正極電解質界面（Cathode Electrolyte Interphase, CEI）的形成機制和離子輸運機理，建立描述SEI和CEI多維度、多尺度物化性質的定量參數，闡明電極結構、電解液、工況條件等因素對SEI和CEI形成、離子輸運機理和物化性質的影響規律，建立可靠的SEI和CEI力、電、化學等方面性質的數據庫，通過機器學習等方法解析其對電池性能的影響，提出新型電池結構-性能系統性優化的顛覆性策略。

　　2. 電池體系中的無損表征新技術。（申請團隊需由長期深耕電池領域與長期深耕先進表征領域的申報人組成）

　　針對電池材料及其表界面因環境和探測源敏感而造成的真實結構難以表征的問題，開發低劑量成像、譜學等原位無損表征技術，揭示環境敏感、探測源敏感電池材料及其表界面的本征演化規律和安全失效機制，提出能量安全高密存儲新策略，為高安全電池研制提供科學依據和技術方案；依托大型科學儀器裝置和其他先進無損表征技術，揭示電極結構和電極-電解液表界面關鍵動態變化過程中的新原理、新機制為導向，構建基于多儀器聯用的無損表征系統，實現共點（面）、同時刻信息采集；發展覆蓋電池全生命周期的多維度無損表征技術，在多維度、可視化解析電池反應過程中的應用，高時間-空間-能量分辨、多維度、可視化解析電池反應過程的新原理、新機制，建立針對電池體系關鍵動態過程的多模態全局表征新范式。

　　3. 高安全長壽命低成本儲能電池。

　　針對現有儲能電池安全性不足、服役時間短和資源受限等問題，開發基于豐產元素的新型高安全正負極（或電活性物質）、電解質等關鍵材料；發展基于氫電極的新型儲能電池體系及核心材料；通過先進表征和模擬方法，闡明電化學反應過程和能質傳輸過程基本規律，多尺度厘清電池失效機制，并提出結構調控策略。發展本質安全、低成本、長壽命的中長時儲能電池新體系，實現80%充放電深度下超萬次循環，優化模組集成和系統管理，探索其在大規模新能源存儲領域的應用。

　　4. 極端條件高性能電池。

　　針對極寒、高壓力、微重力、高濕度、強沖擊、高加速度、強輻照等極端環境與力學條件下的能量可逆存儲和高效轉化需求，特別是低軌互聯網衛星、深海及極地科考設備長效穩定供電等場景，研究極端條件下電池性能退化現象與材料失效機制，構建失效特性的原位感知和智能診斷技術；開發極端條件用新型高活性、高穩定電極材料與寬液程、快傳質電解液，厘清電極材料和電解液的微觀結構、化學組分與極端低溫下質、荷傳輸動力學及界面演化行為的構效關系；建立基于描述符的電池材料智能尋優算法與模擬極端條件下的電池器件數字化設計平臺；發展極端條件下快傳質、高穩定電極-電解液界面調控方法與具有環境動態響應能力的電池新體系，推動電池新體系在極端條件下的集成應用驗證。

　　5. 高比能高功率飛行器新動力電池。

　　針對現有飛行器動力電池能量密度不足、充電速度慢、低溫低氣壓環境下性能衰退嚴重等難題，提出顛覆性的電池關鍵材料及體系，構建有序通道實現高效載流子輸運，通過開發原位電化學表征新技術，多尺度解析電池表界面結構演化規律，揭示熱-電-力-化學耦合下的電池性能衰退與熱失效機制，構建大尺寸飛行器動力電源的多物理場耦合模型，發展高比能、高安全、高功率、耐低溫、耐低氣壓的電池新體系，實現電池能量密度高于600 Wh/kg、功率密度不低于1000 W/kg且能在的-20℃和0.7個大氣壓下運行的性能突破。

　　6. 固體電解質離子輸運理論與材料設計。

　　針對固體電解質中載流子在復雜固相環境下的輸運機制尚缺乏系統性理論、界面力-電-化學多場耦合失效難控以及新材料研發周期長等共性基礎科學問題，發展人工智能輔助的跨尺度高維物理建模與仿真方法，突破傳統模擬的時空尺度限制，建立完善的陽離子在不同晶格、非晶及界面相中的固相輸運理論體系，闡明多場耦合工況下離子遷移勢壘與微觀結構演化的構效關系；發展高時空分辨的原位表征技術與高通量實驗驗證方法，精準捕捉離子輸運通道的動態特征與界面反應機理，為理論模型提供關鍵物理參數校驗；構建融合高精度計算與實驗數據的固體電解質多模態數據庫與知識圖譜，利用智能算法深度解析材料組分-結構-性能的內在關聯，提出基于“計算-實驗-數據”閉環驅動的新型固體電解質逆向設計的顛覆性策略，實現載流子的高效輸運和高利用率。

　　四、項目遴選的基本原則

　　（一）緊密圍繞核心科學問題，注重需求及應用背景約束，鼓勵原創性、基礎性和交叉性的前沿探索。

　　（二）優先資助能夠解決超越傳統的電池體系中的基礎科學難題并具有應用前景的研究項目。

　　（三）重點支持項目應具有良好的研究基礎和前期積累，對總體科學目標有直接貢獻與支撐。

　　五、2026年度資助計劃

　　擬資助培育項目約15項，直接費用資助強度約為60萬元/項，資助期限為3年，培育項目申請書中研究期限應填寫“2027年1月1日－2029年12月31日”；擬資助重點支持項目約6項，直接費用資助強度約為280萬元/項，資助期限為4年，重點支持項目申請書中研究期限應填寫“2027年1月1日－2030年12月31日”。

　　六、申請要求及注意事項

　　（一）申請條件。

　　本重大研究計劃項目申請人應當具備以下條件：

　　1. 具有承擔基礎研究課題的經歷；

　　2. 具有高級專業技術職務（職稱）。

　　在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的科學技術人員不得作為申請人進行申請。

　　（二）限項申請規定。

　　執行《2026年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。

　　（三）申請注意事項。

　　申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2026年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2026年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

　　1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2026年3月1日－2026年3月20日16時。

　　（1）申請人應當按照科學基金網絡信息系統（以下簡稱“信息系統”）中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。

　　（2）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學問題，對多學科相關研究進行戰略性的方向引導和優勢整合，成為一個項目集群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的核心科學問題和項目指南公布的擬資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

　　（3）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“培育項目”或“重點支持項目”，附注說明選擇“超越傳統的電池體系”，受理代碼選擇T01，根據申請的具體研究內容選擇不超過5個申請代碼。

　　培育項目和重點支持項目的合作研究單位不得超過2個。

　　（4）申請人在申請書起始部分應明確說明申請符合本項目指南中的資助研究方向，以及對解決本重大研究計劃核心科學問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。

　　如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

　　2. 依托單位應當按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2026年3月20日16時前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料，并于3月21日16時前在線提交本單位項目申請清單。未按時提交項目清單的申請將不予接收。

　　3. 其他注意事項。

　　（1）為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成，獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定，項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

　　（2）為加強項目的學術交流，促進項目群的形成和多學科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會，并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動，并認真開展學術交流。

　　（四）咨詢方式。

　　國家自然科學基金委員會交叉科學部交叉科學一處

　　聯系電話：010-62328382

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