锂电池极片轧制技术研究进展
摘要：动力锂离子电池作为新能源汽车的“心脏”，其核心部件———正负极片的轧制厚度一致性、压实密度及剥离强度等指标直接决定着锂电池关键性能及安全性。针对锂电池极片轧制工艺技术及装备，介绍了近年来国内外学者在极片新型轧制工艺、轧制后极片微结构及性能、轧制过程工艺模型及极片轧制设备等方面的研究现状及研究成果，并结合未来锂电池行业需求及极片制备行业发展现状，对极片轧制工艺研究及装备工艺智能化升级方向进行了展望。
相变材料基混合电池热管理系统研究进展
摘要：相变材料冷却在结构复杂性和冷却效率等方面具有应用优势，搭配其他冷却方式可弥补自身存在的热饱和等问题。在分析锂离子电池热问题及相变材料蓄热机制的基础上，重点总结了相变材料冷却以及相变材料耦合空冷、液冷和热管冷却的混合电池热管理系统的研究进展。金属材料在其中发挥着关键作用，如金属相变材料本身具有比有机和无机相变材料更好的导热性和蓄热能力，在电池和热管理系统中具有良好的应用潜力，同时在增强有机相变材料热导率和热管冷却基材等方面应用较为广泛。不可否认，综合多种冷却技术的混合电池热管理系统更有利于实际的应用。
高效太阳能驱动海水淡化的最新研究进展
摘要：由于淡水资源时空分布的不均一性，部分国家和地区的发展严重受制于淡水资源短缺，海水淡化已成为沿海地区应对淡水紧张问题的重要途径。受自然界水循环启发，利用太阳能驱动水蒸发，直接从海水中分离出清洁水，是一种可持续的低成本海水淡化技术。针对传统太阳能蒸发较低的能量利用率和蒸发效率，研究人员基于界面蒸发基本理论，利用光热转化材料选择性地加热空气-水界面，以提高太阳能利用率。本文结合前沿的工作介绍了实现高效太阳能驱动界面水蒸发的关键因素，概述了已报道的常用光热材料，讨论了光热蒸发器结构设计对体系能量管理和物质传输的调控，分析质能传递过程对蒸发系统性能的影响。除此之外，本文对长时间海水蒸发过程中盐析出污染问题及其应对策略进行了综述，最后探讨了目前太阳能界面蒸发面临的挑战并展望了其在海水淡化应用的发展前景。
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.
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。
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.
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。
高温太阳光谱选择性吸收涂层的研究进展
摘要：光热转换是当前世界范围内最普及和最常见的太阳能利用方式，而同时具有高太阳能吸收率和低红外发射率的太阳光谱选择性吸收涂层可以显著提高光热转换效率。与中低温( 0＜T＜400 ℃) 应用的太阳光谱选择性吸收涂层相比，高温( T≥400 ℃) 太阳光谱选择性吸收涂层表现了巨大的发展潜力和应用前景。然而太阳光谱选择性吸收涂层在高温下的老化和失效问题制约了其在高温领域的应用。因此，迫切需要开发具有出色光谱选择性和高温热稳定性的选择性吸收涂层。本文从太阳光谱选择性吸收涂层的设计机理出发，总结了具有高温热稳定性的吸收涂层的类型和最新研究进展，主要包括双金属陶瓷、过渡金属化合物和高熵合金氮化物多层结构三大类，并分类讨论了其主要的失效机制和热稳定性增强策略。在此基础上探讨了各种耐高温吸收涂层的制备工艺，并综述了加速老化试验与寿命预测。最后指出并展望了高温太阳光谱选择性吸收涂层面临的问题及研究方向。
可编织柔性纤维状水伏纳米发电机
摘要：可穿戴设备在医疗健康、物联网和机器人等领域具有广泛需求, 其发展具有小型化、轻量化、柔性化的趋势, 然而便携式、持续稳定的能源供给方式是限制其应用的瓶颈问题. 基于水伏效应的新型环境能源捕获技术为解决可穿戴设备的持续能源供给问题提供了新的机遇. 相关研究表明, 碳纳米材料在对水能的转换与利用中展现了独特的优势. 本文以导电炭黑为水伏材料, 通过简易的浸涂法及材料表面浸润性调控, 制备了水伏效应和原电池反应产能机制协同作用的可编织柔性纤维状水伏纳米发电机. 其在纯水及多种盐溶液中均能实现持续稳定的产电, 突破了目前水伏发电机对于水源中极低离子浓度要求的限制. 值得一提的是, 该水伏纳米发电机可以利用人体汗液直接发电, 有望作为柔性可穿戴设备稳定的能源供给方式, 解决柔性电子器件的持续能源供给问题.
金属单原子催化剂用于稳定锂金属负极: 原理、进展和前景
摘要：电子器件和新能源汽车的快速发展促使人们不断追求具有更高能量密度的储能器件. 锂离子电池作为当前最主流的储能器件, 其负极材料以石墨为主, 然而石墨较低的理论比容量已无法满足高能量密度的发展需求. 锂金属负极具有极高的理论比容量和最低的嵌锂电位, 被认为是下一代锂离子电池最理想的负极材料. 但是, 锂金属负极在电镀和剥离过程中极易形成锂枝晶, 所带来的安全性和稳定性问题严重阻碍了其商业化应用. 近年来, 金属单原子(SACs)策略常被用来解决上述难题. SACs因其独特的局部配位环境、极高的表面自由能和接近100%的原子利用率, 能够促进锂离子在基底上的传输并诱导锂的均匀沉积, 在抑制锂枝晶生长方面展现出了极大的潜力. 基于此, 本文综述了近年来SACs应用于锂金属负极的研究进展, 从作用机制着手, 围绕五个维度, 包括SACs调控基底亲锂性、SACs提高碳基底结构稳定性、SACs修饰电池隔膜用于调控电解液中锂离子均匀分布、SACs加快去溶剂化动力学, 以及SACs提高电极表面扩散动力学, 对其在锂金属负极上的具体应用做了全面介绍, 并在此基础上提出了SACs应用于锂金属负极的主要挑战, 期望能为锂金属电池未来的发展提供思路.
