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锂离子电池高能量密度正极材料的研究进展

锂离子电池高能量密度正极材料的研究进展

摘要：日益增长的清洁可持续能源取代传统化石燃料的需求, 推动了二次电池的发展. 然而, 商业化成功的锂离子电池仍面临成本和安全方面的重大挑战, 因此迫切需要寻找具有更高能量密度和更好安全性的二次电池. 从材料角度, 层状过渡金属氧化物由于其高理论容量、高工作电压和低制造成本而被认为是有前途的高能量密度正极材料. 然而, 由于存在电化学稳定性问题, 层状过渡金属氧化物仍未充分发挥其应用的潜力. 本文首先综述了锂离子电池具有代表性的高能量密度正极材料, 重点讨论了钴酸锂正极材料的发展历程和结构特性, 介绍了其工作机理和失效机制, 总结并分析了相应的改性策略及其在增强电化学稳定性方面的表现; 然后介绍了钴酸锂高能量密度正极材料的工程应用现状和改进措施; 最后展望了高能量密度可充电电池的发展前景.
新能源 2025年01月15日
中国电站用钢技术现状和未来发展

中国电站用钢技术现状和未来发展

摘要: 超超临界火电机组和百万千瓦核电机组建设是中国优化电源结构和实现国家节能减排战略目标的最重要措施。钢铁材料技术是保证超超临界火电机组和百万千瓦核电机组建设顺利进行的最重要基础之一。介绍了迄今中国在超超临界火电机组和百万千瓦核电机组用钢方面的研发进展和取得的成就, 并与国外同类技术的研发水平进行了对比。同时, 也分析和讨论了中国超超临界火电机组和百万千瓦核电机组用钢技术的未来发展问题。
新能源 2024年04月25日
超薄锂箔制造及其在预锂化中的应用

超薄锂箔制造及其在预锂化中的应用

摘要：新型超薄锂箔相较于传统锂箔在锂金属电池中表现出更高的能量密度、更好的安全性以及更低的材料成本. 然而, 超薄锂箔的工业生产面临严峻挑战, 主要源于生产过程中可能出现的褶皱和损坏, 以及工艺的复杂性. 因此, 亟需改进或开发新的制造方法以满足工业化需求. 另一方面, 为了提高锂离子电池的首次库伦效率(ICE)和延长循环寿命,锂箔常用于在电池循环前补充首圈充放电过程中消耗的正极侧活性锂. 然而, 过量锂金属与电解液的副反应会显著影响电池的寿命和安全性. 基于此, 本综述将重点讨论传统锂箔制造所面临的问题, 并结合相关实例分析解决这些问题的具体策略. 同时, 概述新型超薄锂箔制备方法, 并评估其在工业应用中的可行性. 此外, 本文还总结了锂箔在预锂化中的应用, 提出超薄锂箔制造与预锂化相结合的发展趋势. 本综述旨在为该领域的研究人员提供宝贵的见解与启发,成为推动锂箔制造和应用创新的综合性参考资源.
新能源 2026年03月23日
二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

摘要： MXene是一种新型二维材料，具有导电性髙、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点，从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中，基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点，讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究，并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中，基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性，讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用，并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。
新能源 2024年10月29日
石墨炔在水系离子电池中的研究进展

石墨炔在水系离子电池中的研究进展

摘要：石墨炔（Graphdiyne，GDY）是一种全新的炭材料，具有特殊的炭杂化排列方式、独特的化学性质和电子结构以及独特的孔隙结构等优点，在电化学储能领域具有良好的应用前景。新兴的水系离子电池具有低成本和高安全性等优点，然而，高性能电极材料的开发、新型隔膜体系的设计以及稳定界面的策略等仍是水系离子电池面临的主要挑战。石墨炔在负极保护、正极包覆、隔膜设计以及稳定界面pH 值等方面，可以改善离子传输与界面沉积行为、电解液不稳定等问题。特别是石墨炔自下而上的分子结构设计策略使其具有易修饰、掺杂的特点，改性的石墨炔类似物具有更加优异的性能，拓宽了其在水系离子电池中的应用。本文系统综述了石墨炔的结构与性质以及合成方法，特别对石墨炔在水系离子电池中的研究进行了总结。此外，对石墨炔在水系离子电池中应用时仍存在的问题与挑战进行了探讨，对石墨炔在水系离子电池中的发展进行了展望。
新能源 2025年01月09日
风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用

风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用

摘要：发展具有波动性负荷跟随能力的质子交换膜（PEM）电解水技术，是实现可再生能源耦合电解水制氢、促进可再生能源消纳的有效途径。本文梳理了风电耦合制氢、光伏发电耦合制氢等可再生电力制氢场景，分析了可再生能源的波动特性；从风光波动电源对电解池影响显著、风光波动电源加速电解池部件衰减、风光波动电源模拟方式三方面，详细阐述了PEM电解水制氢的基本特性以及研究进展；进一步讨论了PEM电解槽技术研发、PEM电解槽制氢技术发展方向。在把握风光耦合制氢现状及经济性、明晰风光波动电源电解水制氢产业应用态势的基础上，提出了深化研究高效电解池的基础科学问题和核心部件、进一步降低制氢成本、开展风光耦合制氢优化布局和制度保障研究等发展建议，以期促进可再生能源制氢产业的高质量发展。
新能源 2024年03月18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
石墨烯在析氢电催化剂中的应用

石墨烯在析氢电催化剂中的应用

摘要：氢能源是新能源技术发展的重要方向。工业化规模电解水制氢需要采用低成本析氢催化剂材料降低其过电势。石墨烯因其具有超大的比表面积、优异的导电性、良好的稳定性、可调的电子结构以及结构和表面态易于修饰等优点，在析氢电催化剂材料中展现出了广阔的应用前景。本文详细分析了石墨烯应用于析氢电催化中的作用机制。依据作用机制的不同，对石墨烯析氢电催化剂材料进行了分类，并对其研究进展进行了综述。最后对石墨烯析氢电催化材料的发展方向进行了展望。
新能源 2024年10月23日
水系钠离子电池的研究进展及实用化挑战

水系钠离子电池的研究进展及实用化挑战

摘要：水系钠离子电池因其安全性高、成本低、环境友好等突出优势近些年来受到了广泛而深入的研究, 在取得巨大进展的同时也逐步开始了产业化进程. 但是与有机体系二次电池相比, 水系钠离子电池仍然极大地受限于电解液较窄的电化学稳定窗口和电极材料较差的循环稳定性. 迄今为止, 如何解决上述问题依然是这一领域发展的关键. 本综述主要概述了水系钠离子电池电极材料、电解液以及集流体的最新进展, 分析了开发高性能水系钠离子电池的挑战和可能的解决策略, 并进一步讨论了水系钠离子电池的发展前景.
新能源 2024年12月25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