基于氧变价的钠电池正极材料的机理研究进展

摘要：钠电池作为一种新兴的二次电池技术, 近年来在电化学储能器件市场中迅速崭露头角. 其独特的成本优势和丰富的资源储备, 使其在大规模应用中展现出巨大的潜力. 在众多钠电池正极材料中, 层状过渡金属氧化物被认为是最具应用前景的选择之一, 但在实际应用中仍面临着诸多挑战, 其瓶颈是复杂的相变过程及其有限的能量密度. 在锂电池研究领域, 富锂锰基正极材料的开发提供了宝贵的经验, 特别是通过晶格氧参与的氧化还原反应进行电荷补偿, 能显著提升电极的容量和放电电压, 这也为发展高能量密度的钠电池提供了新的思路和机会. 与锂离子相比, 钠离子的半径较大, 使钠基层状氧化物在结构和元素组成上更加多样, 氧变价的触发机制不再仅限于锂元素,而是可以通过镁、锌等更具经济效益的元素来实现, 在成本控制和性能提升方面提供了更多可能性. 晶格氧的氧化还原反应机制虽然带来了能量密度的优势, 但也引发了一些潜在问题, 包括不可逆的晶格失氧、复杂的结构变化等, 导致容量损失、电压衰减以及电压滞后, 影响电池的能量储存和转化效率. 本文旨在系统总结从富锂锰基材料到钠基层状氧化物的氧变价机理的研究进展, 重点讨论这类正极材料在实际应用过程中所面临的关键问题和挑战. 通过对现有研究的分析和对比, 本文旨在为未来钠电池正极材料的发展方向提供参考, 并为提升其能量密度和循环稳定性提出可能的解决方案.

新能源 2025年12月05日 1 点赞 0 评论 23 浏览

基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展

摘要：基于氧相关的阴离子氧化还原反应, 富锂层状正极材料具有放电比容量高、高工作电压和低成本等特点,被认为是最有潜力的下一代高比能锂离子电池商用正极材料. 然而, 富锂材料目前面临着严重的氧释放、不可逆的过渡金属迁移和有害的相转变等, 这些问题直接影响了其电化学性能. 近年来, 结构设计作为一种高效的策略用以改善富锂正极的不可逆氧反应、电压衰减和循环稳定性等, 已取得了优异成果. 此外, 通过调整氧相关氧化还原反应的正极体系, 非水锂-氧气电池借助氧气(O2)和过氧化锂(Li2O2)之间的可逆转化实现了容量的革命性提升. 本文就Li2MnO3域调控、缺陷设计、氧排列次序调控、新构型开发、组成调控和形貌设计等方面, 综述了富锂层状正极材料结构设计领域的研究进展, 并从电池材料结构设计角度探讨了封闭锂-氧气电池取得的进展与未来挑战,为构建新型高比能二次电池体系提出了展望.

新能源 2025年12月04日 1 点赞 0 评论 28 浏览

高温超临界CO2结构材料环境致裂研究进展

摘要：作为能量传递介质，超临界CO2 (S-CO2)在能源领域表现出广阔的应用前景。但S-CO2可以引起高温氧化、碳化腐蚀。腐蚀与应力协同作用下，材料腐蚀加剧，力学性能下降，加速衰退，进而发生环境致裂，引发严重后果。本文梳理S-CO2引起氧化、碳化的耦合腐蚀机制，总结高温高压S-CO2系统环境致裂的评估手段，分析材料在腐蚀和力学协同作用下的环境致裂行为，包括腐蚀后材料力学性能的改变、应力腐蚀、蠕变、腐蚀疲劳、热循环、表面残余应力对腐蚀行为影响等，总结材料环境致裂的行为和机理。相关研究旨在为S-CO2系统的材料选择和环境致裂防护提供理论基础和技术指导。

新能源 2025年11月20日 1 点赞 0 评论 56 浏览

锌离子电池的锌金属负极和电解液的研究进展

摘要：水系锌离子电池作为一种二次电池，具有安全性好、成本低和能量密度高等优点，有望成为下一代能量存储系统的替代者。作为一种有前景的能量存储装置，水系锌离子电池在众多研究领域都取得了重大进展。但是，锌金属负极的腐蚀问题仍是阻碍其发展的关键因素，这严重削弱了锌离子电池在实际应用中的稳定性和使用寿命。因此，研究如何防止锌金属负极的腐蚀具有极大的应用价值。本文系统总结了水系锌离子电池关于锌金属负极腐蚀防护和电解液优化方面的研究进展，并对其未来进一步的应用前景进行了展望。

新能源 2025年11月19日 1 点赞 0 评论 58 浏览

Na-B-H体系固体电解质的研究现状

摘要：钠离子电池具有成本低和能量密度高的优势，被认为是下一代大规模储能器件的候选之一。使用固体电解质替代液体电解质组装为全固态钠电池可以进一步提升能量密度和安全性。Na-B-H体系是一类非常有实用前景的固体电解质， 具有优异的综合电化学性能。其中，NaBH4本身的钠离子电导率较低，其钠离子电导率的提升主要通过NH2−和I−等阴离子的掺杂来实现；Na2B12H12 的钠离子电导率较NaBH4 更高，且其衍生物如Na2B10H10，NaCB9H10 和NaCB11H12 都具有良好的钠离子传输性能，特别是其混合离子化合物更是在室温下达到了1×10−3 S·cm−1 的钠离子电导率，与液态电解质相当。同时，Na-B-H体系固体电解质也具有较优的热稳定性和电化学稳定性。Na-B-H体系固体电解质可以匹配如NaCrO2，Na3（VOPO4）2F正极以及Na，Na-Sn合金和硬碳负极，组装的全固态电池展现出优异的充放电性能。Na-B-H体系固体电解质的发展方向是进一步提升电化学和机械稳定性，并在全固态钠电池实用化关键指标上尝试突破。

新能源 2025年11月18日 1 点赞 0 评论 59 浏览

可充电镁电池负极材料及界面化学的研究进展

摘要：可充电镁电池凭借其优异的电化学性能、镁资源的丰富性以及Mg均匀沉积的特性，已成为极具潜力的下一代电池之一。然而，其负极材料存在界面钝化、体积膨胀以及不均匀Mg剥离/沉积等问题，成为制约镁电池商业化进程的主要瓶颈。尽管在探索新型负极材料体系与界面化学调控策略上已取得了较多进展，但开发具有高能量密度、高功率密度、优异稳定性及长循环寿命等优势的负极材料仍面临着许多挑战。本文系统地回顾了可充电镁电池负极材料及界面调控领域的最新研究进展，深入剖析了材料组分、微观结构以及表面/界面结构对电化学性能的影响及其内在作用机制，并对未来负极材料的开发设计及界面调控进行了展望。

新能源 2025年11月14日 1 点赞 0 评论 71 浏览

光热发电储能熔盐研究进展

摘要：光热发电是极具发展前景的可再生能源技术，不仅可实现电力能源的梯次利用，还能与风电、光电等互补运行。基于国内外对光热发电技术的研究，本文综述了光热发电用储能熔盐的研究进展。熔盐是光热发电热能存储系统中理想的传储能介质，具有高热容量、高导热性和低黏度等优异的热物理性质。熔盐储能具有储能容量大、储存周期长和成本低等优点，在光热发电、熔盐反应堆、供暖和余热回收等领域广泛应用。本文首先介绍了光热发电技术的优势和发展，接着归纳总结了光热发电用储能熔盐的主要特性和发展，并对新开发配比的熔盐以及熔盐纳米流体热物理性质进行了阐述，最后总结和展望了下一代光热发电储能熔盐的发展。期望了解光热发电储能熔盐的技术发展，为下一代热能传储系统的设计、制造和运行维护提供参考。

新能源 2025年10月30日 1 点赞 0 评论 89 浏览

增强钛酸铋钠基陶瓷储能研究进展

摘要：陶瓷电容器由于较高的能量储存密度、高的大功率充放电速率和较低的成本等优势，在脉冲功率技术储能系统方面具有应用潜力，得到广泛研究。含铅陶瓷电容器虽然表现出优异的性能，但铅元素对环境和人类健康有着潜在的危害，因此开发无铅电介质电容器成为当前的研究重点。钛酸铋钠( BNT) 由于具有较高的极化能力，在众多无铅电介质储能材料中脱颖而出。然而由于其内部电畴尺寸较大，畴与畴之间相互作用力较强，在撤去电场后，电畴无法迅速复原，导致其剩余极化较大; 再者，BNT 陶瓷击穿场强较低，并且在制备的过程中Bi3+ 和Na+ 挥发导致微观结构和组成成分上的不均性，这些都影响了材料的储能性能。本文针对BNT 陶瓷的上述问题，从增强弛豫效果、提升击穿场强、调控相组成、采取缺陷工程策略和设计多层化结构五个方面综述了近年来提升BNT 陶瓷储能性能的方法，并对这些方法进行综合分析，为改性BNT 基储能陶瓷提供参考。

新能源 2025年10月24日 1 点赞 0 评论 92 浏览

水系锌离子电池功能隔膜材料研究进展

摘要：水系锌离子电池（Ａｑｕｅｏｕｓ　Ｚｉｎｃ　Ｉｏｎ　Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ，ＡＺＩＢｓ）作为近年来新兴的电化学储能装置，因其高能量密度、低成本以及高安全性，在众多金属离子电池中脱颖而出。然而不可避免的枝晶生长、析氢反应（ＨＥＲ）和钝化层生成等问题降低了锌负极的稳定性，成为ＡＺＩＢｓ发展的瓶颈。其中隔膜作为电池中的重要部件，确保了电池的安全运行，在实际应用中，为克服玻璃纤维隔膜的本征问题，功能隔膜策略作为提高ＡＺＩＢｓ性能的有效方法而受到欢迎。论文系统地总结了功能隔膜材料在ＡＺＩＢｓ中的最新研究进展，重点关注改性隔膜材料的设计策略及机制探究。最后，介绍了当前功能隔膜材料发展的制约因素和未来潜力。

新能源 2025年10月09日 1 点赞 0 评论 125 浏览

太阳能驱动界面光热吸油材料的研究进展

摘要：油水分离技术被视为解决海上溢油问题的一种有前景的方法。在现有的技术中，基于界面光热转换效应的太阳能驱动原油吸附技术凭借低能耗和高效率而备受关注。本文综述了用于原油吸附的光热材料的最新进展。首先，概述了界面光热转换的机理。然后，总结了光热吸附剂的最新研究成果，重点介绍了其结构设计。最后，阐述了光热装置在原油吸附方面面临的挑战和机遇。

新能源 2025年09月18日 1 点赞 0 评论 102 浏览