面向未来发展的动力和储能电池电解质材料研发进展:从液态走向固态

摘要：随着新能源汽车和规模储能的快速发展, 锂二次电池的应用规模不断增大, 现在其已占据主导地位, 但是,其能量密度和安全性方面的提升空间还很大. 锂二次电池性能的提升与所用电解质材料的发展密不可分, 其电解质材料的发展也经历着从传统的有机液态电解质到混合固液电解质, 再到如今已成为全球研发热点的纯固体电解质的演变过程. 液态锂离子电池以有机液态电解质为主, 为提升电池安全性, 凝胶电解质有一定作用; 混合固液电解质作为液态与固态的兼容态, 兼具了液态电解质与固体电解质的特点, 显示出较好的应用潜力; 全固态电池使用固体电解质, 涵盖了无机、聚合物及复合固态电解质等多种类型, 其高安全性、高能量密度及长寿命等特点为下一代锂二次电池的需求带来了全新的发展机遇, 然而, 固体电解质材料的产业化之路仍充满挑战, 需要克服生产成本高、生产工艺全面更新等问题. 本文围绕锂二次电池内电解质的不同状态, 深入剖析了各类电解质的特点, 并探讨了其产业化现状、面临的挑战及未来发展机遇, 旨在为锂二次电池技术的持续进步与应用领域的持续拓展提供参考.

新能源 2025年12月11日 1 点赞 0 评论 284 浏览

晶硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉技术发展现状

摘要：正银浆料用玻璃粉是构成晶硅太阳能电池正银电极的关键功能材料。通过文献调研，对目前国内外晶硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的技术发展现状进行了梳理，为该领域的技术创新提供参考借鉴。

新能源 2025年12月10日 1 点赞 0 评论 190 浏览

氧化物系锂离子固态电解质研究进展

摘要：固态锂电池因有望解决化学储能电池的安全隐患、提升能量密度而成为研究热点. 其中固态电解质是固态锂电池的核心材料. 我国在基于氧化物固态电解质的固态电池的研发和产业化上发展迅速, 这对推动我国固态电池行业发展起着不可或缺的作用. 本文对典型氧化物固态电解质包括钠超快离子导体(NASICON)、石榴石(LLZO)型、无机钙钛矿(LLTO)型和LiPON薄膜进行综述, 着重介绍了结晶结构与离子传输机理、提高电导率的方法以及改善电极与电解质界面相容性的措施, 并对它们的优缺点进行了综合对比. 最后, 为未来发展方向提供建议, 以期为氧化物系固态电解质的相关研究提供更加全面的参考.

新能源 2025年12月09日 1 点赞 0 评论 308 浏览

含杂原子有机硫正极材料研究进展

摘要：有机电极材料具有安全环保、材料可再生、结构可设计和价格低廉等优点, 是一种很有前途的高容量锂电池正极材料. 其中, 有机硫化物随着锂-硫电池的发展而受到越来越多的关注. 与硫正极类似, 基于S–S键可逆的断裂与重组, 有机硫化物可以提供相对较高的理论容量. 然而, 有机硫正极材料的电导率较差、氧化还原动力学缓慢、循环稳定性不理想和循环产物易溶解等固有问题严重影响了其发展前景. 通过在有机硫分子中引入杂原子来设计和合成新的有机硫分子是一种有效的策略. 杂化有机硫正极材料因其独特的设计策略和灵活的电化学调控而受到越来越多的关注. 基于此, 本文综述了含杂原子的有机硫化物作为可充电电池正极材料的研究进展, 总结了杂化有机硫正极的反应机理和调控机制, 并对其存在的挑战和未来的发展前景进行了讨论.

新能源 2025年12月08日 1 点赞 0 评论 153 浏览

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 170 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 182 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 230 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 209 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 233 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 321 浏览