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钠离子电池锰酸钠正极材料研究进展与发展趋势

钠离子电池锰酸钠正极材料研究进展与发展趋势

摘要：近年来，钠离子电池凭借钠资源储量丰富、分布广泛、价格低廉、绿色可持续发展、安全稳定、集成效率高、快速充电性能优异、低温性能好等一系列优势被认为是锂离子电池当前最好且最有发展前景的互补品，也是未来发展大规模电化学储能最具前景的系统之一。然而阻碍钠离子电池发展的因素是正极材料体系结构易发生相变、放电比容量不够高、循环性能不够好等问题。目前，钠离子电池正极材料的研究中过渡金属氧化物材料表现出更多样的结构种类、更优的结构稳定性、更高的比容量、良好的充放电循环性能和其他优异的电化学性能。本文针对锰酸钠正极材料微观以及宏观结构的研究进展进行归纳总结，着重对不同钠含量的锰酸钠材料通过三种不同位点(钠位、锰位和氧位)掺杂以及包覆的手段进行系统深入的研究，详细展示并论述了不同元素不同位点掺杂以及不同包覆手段所带来的增益效果。在未来的发展过程中，应加强对微观宏观结构的进一步提升，拓展多元素多位点掺杂种类、掺杂比例、搭配类型和包覆材料种类等，提升包覆技术，并不断加强钠离子电池电解液、负极材料等配件的创新与发展。
新能源 2024年05月05日
锂金属负极界面及体相稳定化策略研究进展

锂金属负极界面及体相稳定化策略研究进展

摘要：随着信息化、电动化和新能源技术的快速发展，便携电子、电动汽车和储能设施需要更高能量密度的电化学储能电池，但广泛使用的锂离子电池的能量密度正逐步接近极限，难以满足上述需求。因此亟需发展更高能量密度的电化学体系。锂金属负极具有极高的理论容量（3860mAh·g-1）和最低的氧化还原电势（-3.04V vs SHE），被认为是实现下一代高能量密度电池的理想材料。然而在几十年的发展过程中，锂金属电池较低的循环寿命和安全性问题严重制约了其实用化。本文从锂金属电池的发展历程出发，分析锂金属负极反应活性高、锂枝晶、死锂和体积膨胀等问题及作用机理，并就上述问题分别从界面设计和体相设计方面综述应对策略，包括非原位/原位生成的界面层保护、合金化锂负极以及三维复合锂负极，最后针对实效电池的约束条件、电极串扰及大容量电池的失效机制等实用化锂负极未来发展进行探讨和展望。
新能源 2024年11月26日
锂离子电池负极材料的研究进展

锂离子电池负极材料的研究进展

摘要：锂离子电池因其较高的能量密度、良好的安全性能和优异的循环性能而受到广泛关注。目前，为了满足不断增长的储能应用需求，人们在开发具有更高电化学性能的锂离子电池负极材料方面做了大量的研究工作。根据锂离子电池负极材料在充放电过程中发生的电化学反应机制不同，分别详细介绍了嵌入型负极材料（石墨、ＴｉＯ２、钛酸锂等）、转化型负极材料（Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ等）和合金化负极材料（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ等）的电化学反应机制及其优缺点，重点阐述了不同负极材料的提高电化学性能方法和策略。可为锂离子电池负极材料的构建和性能优化提供重要的参考价值。
新能源 2024年07月15日
电容式钛酸锂电池的设计及制备方法

电容式钛酸锂电池的设计及制备方法

摘要：为解决现有钛酸锂电池在低温下电池容量衰减和充放电过程中的电池胀气问题，从电池内外部结构和制备工艺流程两方面提出新型钛酸锂电池结构设计．在电池内部模仿电容式结构，融合电容器的物理储能方式和蓄能电池的化学储能方式，提升电池在低温环境下的充放电性能．在制备工艺上采取柱形锂离子电池含浸新技术，提高含浸效率，减少电池内部水分，部分解决电池胀气问题，并进行相关性能测试．结果表明，新型钛酸锂电池容量保持率可在9548次充放电循环下达到92.5%，低温环境下电池容量保持率大于75%，该方法有效提升了钛酸锂电池性能．
新能源 2024年09月03日
纳米线储能材料与器件新进展

纳米线储能材料与器件新进展

摘要：纳米线电极材料在电化学储能领域备受关注, 是纳米与新能源技术的交叉和前沿. 纳米线拥有大的长径比、较高的比表面积、轴向连续电子传输特性与径向电子限域效应. 纳米线用作电极材料时, 由于与电解液的接触面积比较大以及反应离子的脱嵌距离短, 能大幅提升电极材料的电化学活性, 故被广泛应用于功能化储能器件. 本文介绍了纳米线原位表征技术以及纳米线在储能电极材料中的应用(离子电池、高能电池、超级电容器和微纳与柔性储能器件). 对纳米线储能材料与器件的研究与进展进行了概述, 并讨论了在电化学储能材料研究中所存在的挑战. 最后, 对纳米线储能材料与器件的发展趋势进行了展望.
新能源 2024年08月28日
核电站堆内构件用奥氏体不锈钢冷拉棒材的研制

核电站堆内构件用奥氏体不锈钢冷拉棒材的研制

摘要：核电站堆内构件用奥氏体不锈钢对材料的纯净度、晶粒度、耐腐蚀性及力学性能要求极其严格，质量稳定的材料对核电站的安全运行至关重要。通过对316不锈钢设计合理的化学成分（质量分数/%：0.045C、0.06N、17.00Cr、2.50Mo、12.50Ni、1.80Mn）；采用三元预熔渣重熔冶炼提升钢液纯净度，低熔速减少冶炼偏析；锻造+轧制联合开坯；依据材料规格控制固溶保温时间；精确控制冷拉变形量2 mm。成功研制出堆内构件用奥氏体不锈钢SA-479 316（N-60-6）冷拉棒材。其非金属夹杂物A、B、C、D类粗系、细系单项均≤1.0级，晶粒度达到5级，晶间腐蚀合格，室温拉伸屈服强度479~545 MPa，350℃高温拉伸强度515~575 MPa，满足堆内构件用冷拉棒材使用要求。
新能源 2024年08月19日
热基锌铝镁镀层材料在光伏支架领域的应用

热基锌铝镁镀层材料在光伏支架领域的应用

摘要：锌铝镁镀层钢板产品是在传统热镀纯锌镀层产品的基础上，在镀液中添加适量的Al、Mg以及其他微量合金元素得到的合金镀层产品。因其具有良好的耐腐蚀、耐磨损、切口自愈能力和低摩擦因数等特性，在众多领域具有巨大应用前景。本文从光伏支架中钢材的使用现状出发，对热基锌铝镁材料的发展和应用现状进行综述，分析了热基锌铝镁材料在光伏支架中应用的优势和的可行性，发现热基锌铝镁材料直接采用酸洗后的热轧板为原料，可生产规格更厚的产品，更好地满足光伏行业的需求。
新能源 2024年07月29日
生物炭材料应用于超级电容器的研究进展

生物炭材料应用于超级电容器的研究进展

摘要:生物炭具有来源广泛、价格低廉、导电性优异、形貌易调控和物理化学性能稳定等优点,被广泛应用于超级电容器领域中。通过调控炭材料的多孔结构与形貌结构、杂原子掺杂、复合高电容量材料以及材料尺度纳米化等,可不断获得超级电容器综合性能优异的生物炭材料。文章首先阐述超级电容器的储能机理及分类,再总结了不同生物质结构、元素特征和各种生物炭表征技术。在此基础上,从炭材料形貌、孔结构、石墨程度、表面官能团、元素掺杂和材料复合角度总结了生物炭材料超级电容器储能性能提升的优化手段。随后,详细介绍了0D、1D、2D、3D 纳米生物炭材料在超级电容器方面的研究进展。为制备高性能超级电容器生物炭电极材料提供了有效的研究参考方向。
新能源 2024年10月14日
风电轴承钢球冷镦的可行性分析

风电轴承钢球冷镦的可行性分析

摘要：针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长，效率低，耗能大，且钢球组织不致密的问题，提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50，65mm的钢球为例，建立了钢球棒料尺寸理论计算模型，对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷，冷镦后的球坯有明显的两极和环带，且等效应力分布均匀，直径50mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50mm钢球的压碎载荷满足要求，直径65mm钢球的内部组织致密，强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。
新能源 2024年07月18日
磷酸铁锂电池循环利用：从基础研究到产业化

磷酸铁锂电池循环利用：从基础研究到产业化

摘要：磷酸铁锂（LiFePO4）电池因其良好的循环性、高安全性、低成本在电动汽车和储能领域得到广泛应用，市场保有量的持续增加引发了对废旧LiFePO4电池循环利用的更多重视；然而LiFePO4自身的价值属性不突出、综合回收技术壁垒偏高，导致废旧LiFePO4电池的高值回收仍是LiFePO4电池循环利用的关键问题。本文总结了LiFePO4电池的退役路径和再生利用路径，从预处理、资源再生两方面梳理了LiFePO4正极废料再生利用的研究进展，得出了直接再生更具应用潜能但仍处于技术初步研究阶段、间接再生适合原料复杂性较高或需要高价值资源储备情况的基本判断。着眼LiFePO4正极废料再生利用产业化发展，识别出发展前提、发展关键、发展保障3个方面的产业化重要因素，展示了LiFePO4全组分短程再生利用技术及其万吨级生产线应用案例。进一步阐述了退役电池残能检测、智能化拆解预处理、正极废料直接再生等LiFePO4电池循环利用技术的发展趋势，原料来源及使用状况复杂、多种金属杂质精深脱除、正极材料更新换代等LiFePO4电池循环利用技术的应用挑战，提出了规范管理并顺畅回收渠道、加快关键技术攻关与应用转化、加强宣传和推广力度以提高市场接受度等发展建议，以畅通LiFePO4电池从基础研究到产业化的创新路径，促进LiFePO4电池循环利用及关联产业绿色发展。
新能源 2024年09月30日