力觉传感器嵌入足底与手掌：0.1N+接触力精度的实现路径及应用.pdfVIP

⼒觉传感器嵌⼊⾜底与⼿掌：0.1N接触

⼒精度的实现路径及应⽤

1.突破“卡脖⼦”技术：推动⾼能量密度电池、轻量化材

料（镁合⾦）等研发，2024年相关专利增⻓62%

突破“卡脖⼦”技术：⾼能量密度电池与轻量化镁合⾦研发进展及专利增⻓

分析

（基于2024年必威体育精装版数据与产业动态）

⼀、⾼能量密度电池技术：研发现状、挑战与突破

.核⼼技术路线与优势

◦固态电池：采⽤固态电解质替代液态电解液，理论能量密度超500Wh/kg（液态锂电池

上限约300Wh/kg），且彻底解决热失控⻛险。宁德时代研发的凝聚态电池能量密度已

达5000Wh/kg。

◦锂硫/锂氧电池：理论⽐能量超2600Wh/kg，但受限于多硫化物穿梭效应和正极反应活

性低。

◦半固态电池：作为过渡⽅案，兼顾安全性与能量密度升，已应⽤于⾼端电动⻋。

.技术瓶颈与攻关⽅向

◦固态电解质离⼦电导率：需突破室温下10⁻³S/cm的阈值（当前最优值10⁻⁴S/cm）。

◦界⾯稳定性问题：固-固界⾯阻抗导致循环寿命不⾜（＜1000次），需开发新型界⾯涂

层材料。

◦负极材料替代：⾦属锂负极的枝晶问题尚未根治，硅基负极或成短期替代⽅案。

.产业化进展与专利增⻓

◦宁德时代2024年获1974项新专利授权（同⽐增⻓30.99%），其中⾼能量密度电池占⽐

超40%，如“简化结构的电池装置”专利（CN.）显著升体积利⽤

率。

◦全球锂硫电池市场2023年规模达15亿元，预计2030年达102亿元（CAGR.%），

SionPower、东芝等企业加速专利布局。

◦2024年固态电池相关专利总量增⻓62%，中国机构占⽐全球第⼀，中院⼤连化物所

开发出输出密度翻倍的钒流电池堆。

⼆、轻量化镁合⾦材料：应⽤拓展与技术⾰新

.性能优势与战略意义

◦密度1.74g/cm³（为钢的1/4、铝的2/3），减重效果直接升新能源汽⻋续航⾥程

10%-15%。

◦镁合⾦兼具储能潜⼒（如镁基固态储氢），助⼒“双碳”⽬标。

.关键技术突破

◦耐腐蚀性升：上海交⼤团队开发“不锈镁合⾦”，耐盐雾腐蚀速率＜0.038

mg/cm²·day（优于5083船⽤铝），应⽤于⽐亚迪电机壳体（减重30%）。

◦增材制造⼯艺：电弧增材技术实现⼤型构件⼀体化成型，路⻜镁业“压铸模具降温结

构”专利（CNU）缩短加⼯周期30%。

◦机器学习优化：通过AI预测合⾦相图，加速新型镁合⾦设计（如Mg-Al-Zn系⾼强韧合

⾦）。

.产业应⽤与专利增⻓

◦汽⻋领域：超⼤型镁合⾦压铸件试制成功（如⻋⻔内板），云海⾦属产能扩⾄50万吨/

年。

◦C电⼦：全球⾸款不锈镁合⾦笔记本（联想ThinkBookX）获国际镁协⼤奖。

◦2024年中国镁合⾦专利量达6568项（2019-2023年累计），头部企业宝武镁业研发投⼊

同⽐增33.94%。

三、2024年专利增⻓62%的驱动因素分析

.政策强⼒⽀持

◦国家设⽴“⾼端功能与智能材料”专项，定向资助镁电池研发；集成电路⼤基⾦模式复

制⾄新材料领域，年投⼊超186亿元（宁德时代2024年研发投⼊）。

◦税收优惠覆盖研发费⽤加计扣除（⽐例⾄150%），江、⼴东等地设⽴轻量化材料产

业园区。

.产学研深度融合

◦上海交⼤-华为-⽐亚迪共建“不锈镁合⾦联合实验室”，17项专利快速转化。

◦重庆⼤学潘复⽣院⼠团队主导ISO:镁合⾦国际标准，升中国技术话语权。

.市场需求倒逼创新

◦电动⻋续航焦虑推动电池能量密度需求（＞400Wh/kg）；欧盟设定镁电池⽬标（400

Wh/kg，成本＜100欧元/kWh）。

四、国际竞争格局与中国定位

技术领域中国优势