摘要：随着可穿戴智能设备的不断发展, 柔性锌空气电池(FZAB)作为新一代极具应用前景的储能系统受到了广泛关注, 但其二次电池的实际应用仍处于起步阶段. 如何优化其柔性结构并提高电池性能是目前研究的关键与重点. 碳纳米管作为新一代超级纳米材料, 具有优异的导电性、柔韧性、质轻等特点, 为柔性锌空气电池的发展提供了新的方向和选择. 为了探究碳纳米管纤维材料在自支撑锌空气正极中的潜在应用, 本文从碳纳米管的合成方法与构效关系入手, 通过阐述锌空气电池的电化学工作机理与柔性化设计, 总结了碳纳米管在FZAB应用中所发挥的不同作用, 综述了近些年来基于碳纳米管的柔性自支撑空气正极的研究进展, 讨论了目前碳纳米管与自支撑空气正极发展所面临的问题, 并对未来进行了展望. 旨在为纺织、纤维、材料及电子等领域的相关从业者进行柔性锌空气电池(FZAB)的研究与开发提供一定的参考与指导.

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。

摘要：储能具有能量密度高、响应时间快、维护成本低、安装灵活方便等特点，是未来储能技术的热点发展方向。近年来，锌离子电池由于其成本低廉、比容量高等优点，具有良好的发展前景。水系锌离子电池正极主要有钒基化合物、锰基化合物和普鲁士蓝类似物; 负极主要为锌负极;电解液包括水凝胶电解液、离子液、盐包水电解液和具有添加物的电解液。然而，对正极材料而言，锰基化合物中的Mn2+溶解、钒基化合物放电电压过低、普鲁士蓝类似物比容量较低都影响了锌离子电池的性能。锌电极作为锌离子电池负极面临的挑战主要包括: ( 1) 锌枝晶生长; ( 2) 电解液持续消耗和自放电问题; ( 3) 不可逆副产物的产生。水系电解液在充放电过程中会发生水分解及蒸发，影响电池性能。研究者近年来致力于通过掺杂其他元素、表面涂覆与包覆等方式制备新型电极材料来改善水系锌离子电池正极，通过界面修饰、进行新型锌负极的三维结构设计以及新型电解液的设计研发来减少锌枝晶产生，同时向电解液中添加其他溶液可以拓宽电化学窗口，以得到高性能的水系锌离子电池。目前，向正极材料中掺杂钙、镁、钴等元素和表面包覆以聚吡咯为主的高分子导电聚合物制备的新型电极材料已被成功应用。金属离子合适比例的掺杂不仅可以提高材料容量，同时也形成了有利于Zn2+脱嵌的稳定结构。对锌负极修饰如二氧化钛( TiO2 ) 、金纳米颗粒、聚乙烯醇缩丁醛( PVB) 的表面镀层，或在电解液中添加合适的添加剂，能够提高锌负极的可逆性和稳定性，抑制锌枝晶的生长。上述方法可以直接或间接地提高水系锌离子电池的循环稳定性和库仑效率。本文首先介绍了锌离子电池概况，然后重点阐述了目前水系锌离子电池正极材料、负极材料、电解液和隔膜的研究进展，包括各方面存在的挑战及现有的解决策略，最后对水系锌离子电池电极材料、电解液和隔膜未来的发展进行了展望，为开发制备高性能水系锌离子电池提供了思路。

摘要：有机-无机杂化卤化物钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs) 由于其成本低廉、制备工艺简单、光电转换率高等优点引起了越来越多的关注,在下一代半导体光伏技术中显示出巨大的发展潜力。然而PSCs 器件在商业化生产应用之前,必须解决某些关键问题,例如器件在湿度、光照和过热条件下缺乏稳定性,性能会急剧衰退。层状二维(two-dimensional, 2D)钙钛矿由于其优异的环境稳定性而受到研究人员的广泛关注。通过引入不同种类的疏水性大体积有机铵阳离子可以在钙钛矿体内形成稳定的2D 结构。然而,由于绝缘有机间隔阳离子的存在,使其电荷输运能力受阻并影响光电转换性能。本文根据不同种类2D钙钛矿光伏器件的发展进程,总结了影响2D 钙钛矿结构和性能的关键问题,如晶体垂直取向设计、量子阱调控和有机层间隔阳离子替换工程等。最后对2D PSCs 的未来发展进行展望。

摘要：绿色及可持续发展是当今各行业发展都在追求的目标，电池领域也在不断研究新型电极材料，有机电极材料也因此得到了广泛关注。与传统电极材料相比，有机电极材料具有结构高度柔性、电学性质可调及绿色低成本等优点，正是由于这些优点使其在电池领域有着多种多样的应用，但在应用过程中材料的分子结构及共轭体系等原因导致电子传输困难，存在导电性差的问题，同时由于材料的化学结构和极性，许多有机电极材料在电解质中溶解度较高，造成活性物质损失，使电池出现循环稳定性差及容量衰减等问题，故需要对材料分子结构进行改性。本综述深入分析了有机电极材料在电池领域的发展，通过与无机电极材料进行对比揭示其独特应用优势，阐述了不同类型有机电极材料的电化学机制，并对不同有机电极材料在各种金属离子电池中的应用及进一步的改进措施进行深入探讨。侧重于从分子设计、聚合、不同材料复合以及微纳结构调控等角度，对羰基化合物、有机硫化物及有机自由基等各类有机电极材料在金属离子电池中的应用进行改性，进而提高导电性及循环稳定性实现电池的长寿命发展。最后对有机电极材料的未来发展进行展望，希望通过总结应用中不同的改性措施，采用不同优化方法，研究出具有更高性能、更少缺陷的电极材料。相信经过不断总结改进，有机电极材料可以实现性能升级，在未来应用中实现更大突破，获得更多样的应用，为绿色及可持续发展作出贡献。

摘要：钙钛矿太阳能电池出色的光电转换效率和众多的优点使其成为目前的研究热点，而二维钙钛矿作为一类新型材料，具有独特的结构和性质，有望进一步改善钙钛矿太阳能电池的性能。综述了钙钛矿太阳能电池及二维钙钛矿材料的结构特征和性能特点，归纳了二维钙钛矿材料对太阳能电池光电性能和器件稳定性的影响，总结了新型二维/三维复合钙钛矿太阳能电池的特点，分析了二维钙钛矿太阳能电池研究领域存在的问题并展望了未来的研究趋势。二维钙钛矿材料对实现高效、稳定的钙钛矿光伏器件具有重要意义。

摘要：采用固体电解质取代液态有机电解液的固态锂电池，有望使用更高比容量的正、负极材料，从而实现更高比能量的电池体系，同时可彻底解决电池的安全性问题，符合未来二次电池发展的方向，是电动汽车和规模化储能的理想电源。为了实现兼具高比能量、高安全性、长寿命等特性的固态电池，进而推进全固态锂电池的实用化，2011—2021年间各国的科学家做了大量工作，并取得了许多突破性进展。本文以固态锂电池关键材料为出发点，回顾了2011—2021 年以来固态电池的研究进展，包括锂离子固体电解质材料，电极/电解质界面调控，固态电池技术等方面，总结了现在存在的挑战及解决方案，并对该领域未来可能的发展提出了展望。

摘要：【目的】讨探新型大功率压电陶瓷的设计和合成理论，以及满足高功率应用要求的新高性能压电材料的组分与工艺设计。【研究现状】 综述压电常数、机电耦合系数、介电损耗和机电损耗、居里温度等大功率高性能钙钛矿型压电陶瓷的性能指标和表征方法；国内外钙钛矿型压电陶瓷的研究进展，概括锆钛酸铅（lead zirconate titanate，PZT）基、钪酸铋-钛酸铅（bismuth scandiate-lead titanate，BS-PT）基、铁酸铋-钛酸钡（bismuth ferrite-barium titanate，BF-BT）基压电陶瓷和铌酸钾钠（potassium sodium niobate，KNN）基体系中的研究，总结元素掺杂、组分设计和制备工艺对不同体系压电陶瓷性能的影响规律。【结论与展望】认为随着超声波换能器、压电变压器、陶瓷滤波器以及压电超声马达等大功率器件在军事和高科技等领域的广泛应用，大功率高性能压电陶瓷市场潜力巨大，同时对压电陶瓷的机械品质、损耗、压电性能等也提出更高的要求。提出大功率压电陶瓷将面临机械品质因数与压电系数、机电耦合系数及居里温度之间存在相互制约关系，难以同时提高；通过掺杂调控相结构和采用织构化等制备工艺能提高压电陶瓷综合性能。认为无铅压电陶瓷虽然环境友好，但性能参数与铅基陶瓷的还有一定差距，但在整个压电陶瓷材料及其应用中将占很大份额。

摘要：超薄锂金属（≤50μm）是下一代高比能锂金属电池负极选择。然而纯锂质软、易脆，机械加工性较差，导致超薄锂箔的制备工艺复杂、成本高昂；此外相比于较厚的锂金属负极，超薄锂金属负极常呈现更差的电化学循环性能。本文提出一种“自下而上”的策略制备10～50μm厚度可控的超薄还原氧化石墨烯/锂金属（rGO/Li）复合箔材，其结构由大量无序随机的rGO片层非平行排列并均匀分散在锂金属内。首先将还原氧化石墨烯（rGO）粉片与熔融锂金属在200 °C 下搅拌复合，获得微米级的还原氧化石墨烯/锂复合粉片，之后将复合粉片作为原材料进一步通过反复辊压制备出结构均匀、超薄的复合箔材，该方法具有一定的规模化潜力。不同于其他所报道的rGO层状薄膜结构，在复合箔材中rGO 片层随机无序分散形成三维网络，有利于实现锂的均匀沉积/剥离。所制50 μm 超薄无序结构rGO/Li复合箔材负极在对称电池中以1mA cm−2、1mAh cm−2条件在醚基电解液中可稳定循环1 600h以上，在与硫化聚丙烯腈（SPAN）正极组配全电池以0.2 C倍率循环220次后比容量高达～675 mAh g−1，优于使用同厚度纯锂负极的电池。

摘要：由于在解决关键技术问题方面的潜在用途，具有超疏水特性的减反射表面受到了广泛的关注。超疏水表面的微纳米结构结合材料的低表面能，能有效提高材料的抗润湿性能，实现自清洁。这是由于超疏水表面的水接触角大于150°，使得水滴能够包裹基体表面的杂质一同滚落，从而达到自清洁的目的。超疏水表面比疏水表面的要求更加严苛，可以通过两种关键途径来实现：一是直接利用自身低表面能的材料制造粗糙表面，二是首先制造出粗糙表面，再利用低表面能材料对其进行修饰。同时，高透光率是提高光学设备和器件性能的关键，如太阳能板等。因此，设计和实现高透光的自清洁超疏水表面，从而降低表面的反射率有重要意义和研究前景。本综述重点梳理了不同增透超疏水表面材料的发展，特别是玻璃材料，最后对低反射的自清洁超疏水表面材料的未来应用进行了探讨。