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固态电池关键材料体系发展研究

固态电池关键材料体系发展研究

摘要：固态电池技术是发展兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池的重要保证，当前全球主要国家及地区均在加快布局固态电池研发和产业化。本文从固态电池关键材料的技术体系、产业体系和支撑体系3 个方面着手，综述了国际固态电池关键材料体系的发展现状，分析了美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的固态电池技术发展路径、产业规模和支撑体系建设情况，梳理了我国固态电池关键材料体系的发展现状并提出了发展目标。研究发现，我国固态电池正处于推广发展期，在关键原材料、关键科学技术瓶颈突破、规模化量产及产业化应用等方面面临挑战。研究建议，坚持分步发展固态电池的总体策略，设立国家级固态电池发展规划和重大科技专项，推动固态电池技术研发机构建设，促进固态电池市场化应用及产业转型，优化固态电池生态环境建设，实现我国固态电池产业领跑世界。
新能源 2024年08月06日
新能源用钢管的应用现状、需求分析及思考

新能源用钢管的应用现状、需求分析及思考

摘要：“双碳”战略下新能源及相关产业发展给钢管带来新的应用场景，对钢管的功能和性能提出新的需求。聚焦于碳捕获、利用与封存技术领域中的CO2输送用管、氢能领域中的氢气输送用管和储能领域中的盐穴压缩空气储能用注采管，总结了新能源用钢管的应用现状和研究进展，分析了各领域用管需求，并就“双碳”背景下新能源用钢管的基础理论研究、关键技术开发和标准体系建设等方面进行了思考，提出了建议。
新能源 2024年04月19日
全无机钙钛矿太阳电池: 现状与未来

全无机钙钛矿太阳电池: 现状与未来

摘要：近年来，基于ABX3结构的有机无机杂化钙钛矿材料因其具有优良的光电特性和廉价的制作成本得到了全世界的广泛关注，但体系中的有机组分容易受到光、热、湿等外界条件的影响而分解，导致器件的PCE 发生严重的下降，极大地限制了PSCs( Perovskite solar cells，PSCs) 的产业化进程。利用纯无机阳离子完全取代ABX3结构中的A 位有机阳离子制备出全无机钙钛矿材料，因其优异的热稳定性和环境稳定性而得到了快速的发展。现阶段，基于全无机钙钛矿材料的全无机钙钛矿太阳能电池( I-PSCs) 的效率已超过19%，应用前景广阔。本文回顾了近年来全无机钙钛矿材料的研究进展，对不同类型的全无机钙钛矿材料进行了综述和讨论，从成膜工艺、掺杂工程、后处理工程等方面论述了如何提升器件的稳定性。最后，对I-PSCs的大面积制备及其柔性应用进行了介绍，揭示了I-PSCs 面临的挑战，并对该领域进行了展望。
新能源 2024年01月21日
能源新技术新兴产业发展动态与2035战略对策

能源新技术新兴产业发展动态与2035战略对策

摘要：技术创新深刻影响着全球能源工业的转型发展，发展能源领域新兴产业是立足我国国情现实，满足国家重大战略需求，实现技术创新驱动能源产业发展的需要。本文界定的“能源新技术”不仅涉及可再生能源和核能领域，而且涵盖非常规油气资源开发、传统化石能源的清洁高效转化与利用、能源传输以及终端用能等领域，是具有突破性或颠覆性的能源开发利用技术。
新能源 2024年01月08日
基于机器学习与第一性原理筛选锂离子电池钒基电极材料

基于机器学习与第一性原理筛选锂离子电池钒基电极材料

摘要：鉴于成本效益、资源丰富性, 钒基锂离子电池电极材料成为科研热点. 通过机器学习模型与第一性原理计算对钒基材料数据库建立了筛选-验证流程, 旨在发现优异潜在钒基电极材料. 从Materials project 提取出了4694条钒基数据, 并通过pymatgen (Python Materials Genomics)计算了最大理论容量. 相关性研究发现密度对于钒基材料理论容量的影响比较关键, 经三种机器学习算法联合预测对比, 遗传算法确定超参数的深度神经网络算法(DNN)效果最佳, R2 为0.771. 并通过DNN 算法的SHAP 分析进一步证明. 经模型预测, 根据密度特征选取原始数据集前0.5%数据, 最终确定了26种潜在钒基电极材料. 经机器学习与第一性原理计算验证, 确定了三种理论容量均大于650 mAh/g, 开路电压分别为2.56、0.64、0.49 V的钒基正负两电极候选材料. 这一流程不仅可用于对钒基电极材料的发现, 并有望在不同材料体系扩展.
新能源 2026年03月20日
多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

摘要：在国家能源结构转型和可持续发展战略的推动下, 高效储能及能量转换新材料与技术的开发正面临关键挑战.其中, 对新型能量储存载体的探索及物质/电荷传输机制的深入研究, 已经成为该领域的热点. 多孔有机笼(Porous OrganicCages, POCs)作为一类新兴多孔材料, 凭借其结构可调性, 既可通过骨架功能化修饰, 又可利用离散型纳米空腔及表面结合位点将功能单元与笼结构整合, 从而成为构建功能复合材料的理想基元, 在光电能量转换与存储领域展现出广阔的应用前景. 本文综述了多孔有机笼的设计与合成策略, 重点总结了POCs功能材料在能量转换与储存方面的研究进展, 并进一步探讨了其在该领域发展中面临的挑战及未来发展方向, 以期为能源导向型POCs 材料的合理设计及应用提供参考.
新能源 2026年03月20日
钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

摘要：钠离子电池具有资源丰富和低成本优势, 是锂离子电池的有益补充, 有广阔的应用前景. 正极材料是关系钠离子电池成本的关键, 因此开发低成本、高性能的正极材料对推动钠离子电池应用具有重要意义. 具有Alluaudite 型三维框架的硫酸铁钠正极材料不仅结构稳定、能量密度高, 且其原料来源广泛、环境友好, 是一种有竞争力的低成本钠离子电池正极材料. 然而, 硫酸铁钠材料面临着本征电导率低、界面性质活泼以及合成过程中容易出现杂相等问题, 限制了其在大规模储能体系中的应用. 本综述从材料晶体结构、钠离子脱嵌机制出发, 总结了其合成方法以及所面临的关键问题, 并从非化学计量比设计、元素掺杂、碳层包覆等角度详细概述了其改性策略, 最后介绍了该材料的产业化进程. 本综述为进一步提升硫酸铁钠的电化学性能提供了设计策略, 有望推动其商业化应用进程.
新能源 2026年03月19日
太阳电池中的卤素取代的间隔阳离子基2D钙钛矿

太阳电池中的卤素取代的间隔阳离子基2D钙钛矿

摘要：二维钙钛矿（2D）材料由于其高稳定性而备受关注，但其光电转换效率仍有提升的空间。设计有效的间隔阳离子是提高2D钙钛矿太阳电池光电性能的关键方法。其中，卤素取代是一种有效策略，可调节钙钛矿晶体结构的稳定性和光学性质，提高光电转换效率和长期稳定性。近年来，基于不同卤素取代的间隔阳离子2D钙钛矿在制备高性能钙钛矿太阳电池上取得了显著进展。本文首先概述了不同间隔阳离子的2D钙钛矿材料及器件的发展现状，然后重点综述了基于氟、氯、溴等卤素单取代和多取代的间隔阳离子在制备2D钙钛矿太阳电池（PSCs）和用于3D钙钛矿表面修饰的研究进展。最后，我们对其目前面临的挑战和未来发展方向进行了简要展望。
新能源 2026年03月18日
无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

摘要：相比锂离子电池，钠离子电池在资源、成本、安全、功率性能和低温性能等方面都具有较大优势。然而，目前的钠离子电池能量密度较低，为了开拓更广阔的应用空间，开发高比能钠电池是目前学术界和产业界关注的热点。近年来，无负极钠电池（AFSBs）因其在能量密度、工艺安全性和整体电池成本方面的优势而受到广泛关注。但该体系中存在固态电解质界面（SEI）破裂、副反应增多、枝晶无序生长以及死钠的产生易导致快速的容量衰减，电池循环寿命较短等缺陷。这些挑战可归因于以下三个关键问题：钠的高反应活性、循环过程中钠的不均匀沉积行为以及剧烈的体积膨胀。针对上述问题，本文围绕集流体-钠界面与钠-电解质界面，阐释了AFSBs负极侧促进无枝晶生长的设计方法，包括设计亲钠涂层、构建多孔骨架结构调节钠成核过程以及设计坚固的SEI界面层，进一步引导钠的均匀沉积与剥离，最终构建长寿命的AFSBs。最后展望了AFSBs的未来研究方向及应用前景。
新能源 2026年03月17日
高性能锂硫电池的光辅助策略

高性能锂硫电池的光辅助策略

摘要：锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度等优势被人们所重视，但由于硫物种转化动力学缓慢、“穿梭效应”等问题限制了其商业化进程。对此，研究人员利用光催化效应开发了锂硫电池的光辅助策略，这种新兴的策略不仅能够提高催化剂的吸附和催化性能，还能从热力学和动力学两方面提升电池性能，并通过光充电机制实现太阳能的存储与释放。本文根据最近的研究，详细介绍了光辅助锂硫电池的光电化学原理，讨论了光催化剂和光正极的设计策略，以及光学窗口和封装材料的选择，回顾了光正极的典型配置和光辅助锂硫电池的研究方法，以期引起同业者的广泛关注并为深入理解与改进光辅助锂硫电池提供参考。
新能源 2026年03月13日