锂离子电池负极材料技术现状和发展趋势
摘要：锂离子电池在动力电池、消费电子和储能领域应用广泛。负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能决定了锂离子电池的储能容量、能量密度以及安全性、循环性、倍率性。文中简要概述了锂离子电池的组成和工作原理，归纳总结了负极材料的分类及特点，对石墨负极材料进行了详细介绍，包括其原材料的生产工艺和石墨化过程等，并研判了石墨负极材料的市场需求及技术发展趋势。
锂离子电池富锂锰基正极材料面临的挑战及解决方案
摘要：随着消费类电子、电动汽车和储能等领域的迅猛发展，亟需提升以锂离子电池为代表的二次储能设备的能量密度，而正极材料是提升锂离子电池能量密度的关键。富锂锰基层状氧化物正极材料(LRM)因具有极高的理论比容量(>350 mA·h·g‒1)和可逆比容量(>250 mA·h·g‒1)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。然而，LRM 正极材料的首次Coulombic效率低、倍率/性能差以及快速的电压和容量衰减等问题，严重阻碍了其产业化应用。本文介绍了LRM正极材料的晶体结构及电化学机理等方面的研究进展，分析了LRM 存在的问题及起因。重点从形貌设计调控、掺杂、包覆、缺陷结构设计、梯度成分设计、层状/尖晶石异质结构构建以及电解液添加剂等方面全面介绍了LRM正极材料的改性策略，以期望为LRM正极的未来发展提供思路和指导，最终促进LRM 正极材料的实际应用。
退役锂离子电池正极材料的直接修复：研究进展、挑战和展望
摘要：伴随着新能源产业快速发展，锂离子电池生产量急剧增加。因为其有限的使用寿命，未来将迎来锂离子电池退役高峰。高效清洁回收退役锂离子电池，打通新能源产业链的最后一环，对于新能源产业的闭环发展至关重要。目前，针对退役的锂离子电池正极材料主要采用固相法(固相烧结、熔盐法等)以及液相法(水热法、电化学法等)进行直接再生。本文从退役锂离子电池的修复方法出发，简述了其前处理工艺与修复过程的关联，重点阐述了修复方法对于退役正极材料的晶相、缺陷、表界面以及电化学性能等方面的影响。最后，针对退役材料的直接修复方法，进行系列展望，旨在为退役锂离子电池正极材料未来直接修复技术提供有意义的指导。
锂离子电池长寿命石墨电极研究现状与展望
摘要：商业化锂离子电池使用的负极材料主要是石墨，在未来的一段时间内石墨仍是主要的负极材料。锂离子电池石墨电极在使用或运输过程中常会出现某些失效，这些失效将影响锂离子电池的使用寿命，因此如何延长锂离子电池石墨电极的使用寿命成为重中之重。通过对近期相关文献的探讨，综述了锂离子电池石墨电极主要的失效机理，然后根据石墨电极的失效机理从材料设计与电极设计两个方面来延长石墨电极的使用寿命，最后指出未来长寿命石墨电极的未来发展趋势。
相变储能材料及其应用研究进展
摘要：人类在面临化石能源枯竭的同时，对能量的利用率依然还停留在较低的水平。因此，在大力发展新能源的同时，着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义。相变材料（phase-change materials,PCM）是一种节能环保的储能材料，它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力。本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍；并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析，指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍。在此基础上，详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态，指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向。
磷酸铁锂的高性能化研究进展
摘要：工业革命以来，科技的迅速发展不断丰富着人类的物质生活，与此同时化石能源（石油、煤炭、天然气等）大量消耗，二氧化碳排放逐年增加，全球变暖趋势加剧。燃油汽车是石油消耗的主力军。为落实“双碳”战略目标，新能源汽车发展迅猛。作为新能源汽车的动力来源，动力电池备受关注。开发价格低廉、资源丰富、安全性优异的动力电池是发展新能源汽车的重中之重。目前磷酸铁锂（LiFePO4）和三元正极材料广泛用作混合动力汽车（Hybrid ElectricalVehicle, HEV）和电动汽车（Electrical Vehicle，EV）锂离子电池中。前几年，受国家 补贴政策影响，由于能量密度比三元正极材料低，LiFePO4 正极材料的出货量几乎停止增长，而三元正极材料一路高歌猛进，占据了新能源汽车的主要市场。随着补贴政策的退出，具有橄榄石结构的LiFePO4 因其具有成本低、安全性高、环境友好等诸多优点又重新获得青睐。同时，由于刀片电池等结构设计上的技术进步，LiFePO4电池的能量密度大幅提高。2021年LiFePO4 正极材料的出货量超过三元正极材料，达到47万吨。然而，LiFePO4 较低的电子电导率（
多级中空纳米纤维二次电池电极材料
摘要：多级中空纳米纤维材料具有结构可控、成分可调的优点, 在二次电池电极材料领域应用广泛. 在结构方面:多级中空结构可以有效缓冲电极材料在电化学反应离子嵌/脱过程中的体积变化, 阻止电极材料粉碎、脱落, 增加电解液和电极材料的有效接触面积, 缩短离子/电子传输路径; 在成分方面: 可以实现不同特性材料的合理耦合, 提升电极材料电导率, 加速氧化还原反应动力学. 多级中空纳米纤维结构和成分的协同增强作用在提升二次电池容量、倍率、循环性能方面效果显著. 本文归纳了现阶段制备多级中空结构纳米纤维的几类方法, 包括单针头静电纺丝、多流体静电纺丝和其他合成方法(模板法、水热法、自组装法等). 随后, 总结了不同结构、成分的纤维在二次电池(如锂、钠、钾离子电池, 锂/钠-硫电池, 锂金属-空气电池, 超级电容器等)中的应用进展. 最后, 探讨了多级中空结构纳米纤维材料在电化学储能领域的应用潜力.
基于机器学习算法的核电用奥氏体不锈钢力学性能预测
摘要:由于受到严苛的服役环境和中子辐照的影响,核动力装置用奥氏体不锈钢作为结构材料应用时对力学性能要求较高,因此对于奥氏体不锈钢力学性能的预测很值得关注和研究。将机器学习算法应用于材料信息学并对机器学习的方法和原理作了简要说明,重点介绍了基于奥氏体不锈钢力学性能数据库,以奥氏体不锈钢力学性能预测为应用实例建立了机器学习模型和系统平台,最后通过预测值与真实值的对比验证对模型进行了评估。研究结果表明,构建的相关模型可以对奥氏体不锈钢的抗拉强度和屈服强度进行有效预测,R2均在0.90以上。对现阶段机器学习在性能预测和材料研发领域急需解决的问题进行了探讨,并对其未来的发展方向进行了展望。
过渡金属磷化物基材料在电催化析氢中的改性策略：现状及展望
摘要：氢能作为一种零碳燃料，被认为是替代化石能源的理想能源。电催化析氢(HER) 是一种绿色环保技术，可以裂解水分子制备氢气。因此开发低廉高效且稳定性好的非贵金属催化剂对于解决能源危机和可持续发展尤为重要。过渡金属磷化物(TMPs) 具有良好的导电性、多变的化学组成、丰富的储量和稳定的理化性质，是HER 反应重要的催化剂之一。本文首先介绍了HER 反应机制及TMPs 的结构特点，然后总结了TMPs 的合成方法包括液相合成法和气-固合成法等，接着重点分析了现有TMPs 的改性策略如形貌调控、缺陷调控、元素掺杂和界面复合，最后对未来TMPs 的发展方向提出了展望。
石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展
摘要：通过电化学方法来减少二氧化碳（CO2），同时生产燃料和高附加值化学品，是一种克服全球变暖问题的有效策略，对于缓解能源和环境的双重压力具有重要的现实意义。由于CO2 稳定的分子结构，设计高选择性、高能效和低成本的电催化剂是关键。石墨烯及其衍生物因其独特且优异的物理、力学和电学性能，相对较低的成本，使其在CO2 电还原方面具有竞争力。此外，石墨烯基材料的表面可以通过使用不同的方法进行改性，包括掺杂、缺陷工程、构建复合结构和包覆形状。首先，本文综述了电化学CO2 还原的基本概念、评价标准，以及催化原理和过程。其次，简要介绍了石墨烯基催化剂的制备方法，并按照催化位点的类别，总结了石墨烯基催化剂近年来的研究进展。最后，对CO2 电还原技术未来发展方向进行了探讨与展望。
