摘要：与传统锂离子电池相比, 钠离子电池因其成本优势与可持续的资源供应, 被看作是锂离子电池的理想替代品。现阶段主流钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物以及普鲁士蓝化合物。然而, 正极材料存在不可逆相转化、Jahn–Teller 效应及界面不稳定等问题, 这严重影响了钠离子电池的循环稳定性。本文系统介绍了钠离子电池正极材料循环稳定性提升策略的研究进展与产业化进程。首先, 详细分析了正极材料的结构、优缺点, 并对比了结构稳定性、成本以及循环性能等。其次, 详细阐述了结构优化与化学元素掺杂策略在提升正极材料循环性能方面的最新研究进展, 探索了结构稳定性、电子电导率、离子迁移速率等与电化学性能之间的相互影响关系。然后, 归纳总结了钠离子电池的发展历程与近年来国内外的产业化进展。最后, 梳理了钠离子电池正极材料及钠离子电池体系仍需关注的问题并展望了其发展前景, 以期推进钠离子电池产业稳步、健康发展。

摘要：富镍三元正极材料具有高能量密度和低成本等优点，是一种有前途的正极材料。然而，富镍三元正极材料存在容量衰减和热稳定性差等问题。综述了富镍三元正极材料的晶体结构特性，对三元正极材料存在的问题进行概述；总结了形貌调控、结构设计、离子掺杂和表面包覆等提升正极材料电化学性能的改性方法，重点总结了氟离子掺杂和稀土元素掺杂以及不同合成方法包覆SiO2对电化学性能的影响；对未来的发展进行了总结和展望。

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。

摘要：在积极应对全球气候变化、加快绿色低碳发展的大背景下，氢能作为能源载体和潜在燃料而备受关注，其与化石燃料不同，可以真正实现碳中和。围绕氢能输送与应用，分析氢能全产业链：制备、储存、输送、加注以及终端应用一系列工艺的研究现状，梳理氢能输送及应用涉及的关键技术问题，明确未来发展趋势并提出建议。分析表明：国内外针对氢能应用相关技术的研究已取得一定进展，但受限于技术成本及安全性等瓶颈因素，氢能暂未得到大规模应用。未来，应针对氢能产业链关键环节开展核心技术攻关，加速氢能产业发展，实现经济、安全、高效的氢能供给。

摘要：锂-空气电池是发展先进储能系统中的重要电池体系, 具有极高比能量. 然而, 锂-空气电池在正极侧仍面临着电极动力学缓慢、过电位高和电解液分解副反应等问题. 为克服上述问题, 研究者引入多种催化策略, 其中氧化还原媒介体分子催化剂的出现解决了“固-固”界面接触问题, 可有效地提高锂-空气电池的电化学性能. 聚焦于锂-空气电池的研究现状和关键挑战, 系统阐述了该体系中媒介体催化的作用机制及其应用, 进一步探讨了理想媒介体的设计要点与技术难点, 最后对该领域提出了展望.

摘要：固态锂离子电池能量密度高、安全性强，是突破电池技术瓶颈的关键，受到了学术界和工业界的广泛关注。固态电解质是固态电池的核心，其中聚氧化乙烯(PEO) 基聚合物固态电解质在改善电极界面相容性方面具有优势，是最有潜力的电解质材料之一。本文系统阐述了PEO 与无机填料间的协同作用及其对复合固态电解质的离子传输性和界面相容性的影响机制。首先对PEO 基复合固态电解质做出概述，并探讨离子传输相关机制，然后分别综述了PEO-惰性填料和PEO-活性填料复合固态电解质体系的设计、制备、性能及机制，最后对复合固态聚合物电解质的未来发展和优化设计做出展望。

摘要：由于可充电锂金属电池(LMBs)具有较高理论能量密度，在便携式电子设备、电动汽车和智能电网等方面有重要应用。以固态电解质和锂金属负极组装的固态电池(ASSBs)具有高安全性，被认为是可提高电池能量密度和有效解决安全问题的一种有前景的电池技术。然而，LMBs在实际实施过程中仍面临许多挑战，如库仑效率低、循环性能差和界面反应复杂等。深入分析ASSBs 的物理基础和化学科学问题对电池开发具有重要意义。为了证实和补充实验研究机理，理论计算为探索电池材料及其界面的热力学和动力学行为提供了一种强有力的支撑，为设计综合性能更好的电池奠定了理论基础。本工作论述了理论计算方法在电池关键材料计算中的应用和研究意义；综述了硫化物固态电解质中Li10GeP2S12 (LGPS)及银硫锗矿体系的理论和结构设计思路，包括锂离子的输运机理和扩散路径。分析了新型反钙钛矿Li3OCl 和双反钙钛矿Li6OSI2电解质体系的理论设计思路。综述了氧化物固态电解质体系在缺陷调控下锂离子的输运机理。此外，本工作针对新型卤化物电解质体系的理论设计也进行了介绍。介绍了计算材料学在电池材料性能研究中的作用：借助理论手段分析离子传输机制、相稳定性、电压平台、化学和电化学稳定性、界面缓冲层和电极/电解质界面等关键问题；理解原子尺度下的充放电机制，并为电极材料和电解质提供合理的设计策略。总结了固态电解质和ASSBs电极与电解质间界面的理论计算的最新进展。最后，对ASSBs理论计算的不足、挑战和机遇进行了展望。要点：(1) 论述了固态电池材料的理论设计方法，包括电池的容量、离子电导率、相稳定性及电压平台。(2) 综述了几种常用的硫化物固态电解质体系的理论设计方法。(3) 利用理论计算构建界面模型，详细分析了电解质与电极间的界面工程问题。(4) 介绍了目前先进的组装固态电池技术以及制备薄膜电池的工艺流程。

摘要：纳微米材料在新能源领域发挥着重要的作用，喷雾热解技术被认为是一种具有广阔工业应用前景的纳微米粉体制备技术，其具有工艺流程短、过程连续、生产成本低、反应无污染，所制备的粉末团聚少、粒径分布均匀、比表面积大、化学组分可控以及颗粒的流动性好等优势，被广泛应用在合成复合材料领域。本文对喷雾热解技术在导体与催化剂、多用途材料、太阳能电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料等领域的关键材料制备的研究成果进行了总结，发现多数研究以探究工艺参数对目标材料性能的影响为主，有部分研究重点关注合成具有特定结构的复合材料以及性能优化。目前，实现5 μm 以下小粒径粉体的大规模生产是喷雾热解技术的重点和难点: 气动雾化制备的粉体易实现量产，但产品粒径大，限制了其产业化应用范围; 超声雾化可制备亚微米级粉体( 5μm 以下)，但难以量产。结合文献调研结果，后续研发需从两方面着手，一是在技术研究领域急需加深认识喷雾热解技术机理以及在使用过程中的机理问题，二是在工程应用领域需要对设备、雾化过程进行优化改进，如优化改进雾化喷嘴或者增加促进颗粒减小的方法手段。此外，应积极将喷雾热解技术与其他材料制备技术相结合，进一步探究不同技术相结合的优势，提高材料的性能。

摘要：面对日益严峻的全球气候变暖和能源短缺问题,发展新型可持续能源已经成为“双碳”背景下能源转型和低碳发展的必经之路。由于具备能量密度高、高效、清洁等特点,氢能受到了广泛的研究。对于绿氢的制备,固体氧化物电解池(SOEC)是一种前沿制备技术,依托清洁能源(如太阳能、风能、地热能、生物质能以及核能),通过高效电解H２O 或CO２＋H２O 来生产氢气或合成气,具有高效、简单、灵活、环保等特点。在能源与环保需求日益增长的当下,中国的SOEC技术已经实现从“实验研究”到“小规模试点”再到“中试方法”的升级。从单体电池和电堆的角度,重点介绍了电解质、氧电极、氢电极、连接体、密封材料的研究进展,并对SOEC面临的挑战和未来发展趋势进行了探讨与展望。

摘要:锂离子电容器是介于锂离子电池和超级电容器两者之间的储能器件,兼具高能量密度和高功率密度,被认为是最有前途的电能储存系统之一。本文总结近年来碳基和嵌锂型正极材料的研究进展,详细介绍碳基和嵌锂型电极材料的分类和改性方法。为提高锂离子电容器的使用性能,通过微观结构调控、表面修饰、掺杂改性及复合材料等手段进一步优化正极材料,进行正负极动力学匹配,综合提高其电化学性能。最后梳理出未来锂离子电容器正极材料的研究热点集中在对正极材料微观结构的调控优化、元素掺杂和表面改性以及与其他材料复合等方面,并指出未来发展方向在于优化碳材料的结构与组成、克服倍率和循环性能的限制以及开发在高压下更稳定的正极材料等。