氢燃料电池双极板冲压成形装备现状及关键技术
摘要：文中介绍了氢燃料电池双极板冲压成形装备目前国内外应用现状，总结了双极板冲压成形工艺对冲压成型装备性能的需求，进一步分析了双极板冲压成形装备市场需求及应用前景，为该类装备的研发及应用提供了一定参考。
固态电池关键材料体系发展研究
摘要：固态电池技术是发展兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池的重要保证，当前全球主要国家及地区均在加快布局固态电池研发和产业化。本文从固态电池关键材料的技术体系、产业体系和支撑体系3 个方面着手，综述了国际固态电池关键材料体系的发展现状，分析了美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的固态电池技术发展路径、产业规模和支撑体系建设情况，梳理了我国固态电池关键材料体系的发展现状并提出了发展目标。研究发现，我国固态电池正处于推广发展期，在关键原材料、关键科学技术瓶颈突破、规模化量产及产业化应用等方面面临挑战。研究建议，坚持分步发展固态电池的总体策略，设立国家级固态电池发展规划和重大科技专项，推动固态电池技术研发机构建设，促进固态电池市场化应用及产业转型，优化固态电池生态环境建设，实现我国固态电池产业领跑世界。
水系锌离子电池功能隔膜材料研究进展
摘要：水系锌离子电池（Ａｑｕｅｏｕｓ Ｚｉｎｃ Ｉｏｎ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ，ＡＺＩＢｓ）作为近年来新兴的电化学储能装置，因其高能量密度、低成本以及高安全性，在众多金属离子电池中脱颖而出。然而不可避免的枝晶生长、析氢反应（ＨＥＲ）和钝化层生成等问题降低了锌负极的稳定性，成为ＡＺＩＢｓ发展的瓶颈。其中隔膜作为电池中的重要部件，确保了电池的安全运行，在实际应用中，为克服玻璃纤维隔膜的本征问题，功能隔膜策略作为提高ＡＺＩＢｓ性能的有效方法而受到欢迎。论文系统地总结了功能隔膜材料在ＡＺＩＢｓ中的最新研究进展，重点关注改性隔膜材料的设计策略及机制探究。最后，介绍了当前功能隔膜材料发展的制约因素和未来潜力。
氢的大规模制备及在钢铁行业的应用和展望
摘 要：中国钢铁产量占世界总产量的一半以上，随着全球“碳达峰”“碳中和”的推进，钢铁行业面临着巨大的低碳发展挑战。氢能被认为是一种低碳能源，“以氢代碳”是实现源头降碳和流程低碳转型的重要途径之一。重点介绍氢气基本性质、制备来源与碳排放的关系，探讨煤制 氢、天 然 气 制 氢、甲醇制氢和电解水制氢４种主流大规模制氢路线的技术特性、发展现状、制备成本和发展方向
柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成
摘要：在能源匮乏、环境污染严重的今天，研发可循环利用、环境友好的新型能源材料与器件具有重要意义。热电材料可直接实现热能与电能的相互转换，为解决这一问题提供了新的途径。特别是，近年来由于柔性热电器件展现出自供电、可穿戴等优势，受到了人们的高度重视。本工作通过引入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基底，利用单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotube，SWCNT)/Bi2Te3热电复合薄膜材料优异的热电性能和柔韧性，设计制作了一种可拉伸变形的三维拱形结构的微型热电发电器件。该器件充分利用薄膜材料面内最佳热电性能方向，通过器件内外温差获得热-电性能转换，在电极两端产生电势差，实现发电。该微型柔性热电器件在温差为4 K时，输出电压为4.8mV，最大输出功率达2.6×10-9 W，功率密度为3.9×10-9 W/cm2，器件的最小弯曲半径为3mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行、成本低廉，为柔性热电薄膜发电器件的研制提供了新途径。
膜法盐湖提锂技术研发进展
摘要：膜分离技术已成为中国主流盐湖提锂技术。以2023年发表在国际顶级期刊上的研究成果为基础，从膜改性、工艺参数优化和膜法组合工艺3个方面盘点了膜法盐湖提锂领域的研究进展。分析表明，膜改性研究主要围绕增强膜正电性以及渗透性展开，以克服trade-off效应为重要目标；工艺参数的优化有利于发挥高性能膜的分离潜力，亟待进一步深入研究；多级膜法耦合工艺能够实现超高纯度的Li+富集，是膜法盐湖提锂走向工业应用的重要途径。
太阳能电池多晶硅表面激光制绒技术研究进展
摘要：作为一种绿色可持续的清洁能源，可以转化为热能或电能，是传统能源最重要的替代品。多晶硅太阳能电池由于具有较低的成本而被广泛用于光伏发电领域，降低多晶硅片表面反射率是提升多晶硅太阳能电池效率的重要手段之一。本文分析了硅基太阳能绒面微结构的吸光原理，梳理了各类常见制绒方法。在此基础之上，总结了激光制绒的各类加工方法，概括了不同激光加工方法对多晶硅片表面绒面产生的相应效果，其中，激光复合方法制绒的效果普遍优于单一激光制绒。随后从激光加工工艺的角度，分析了激光加工主要参数对绒面微结构形貌的影响：由于不同波长下多晶硅材料的吸收率不同，各加工效果亦不相同；通过调整脉冲激光加工中的重复频率、扫描速度等参数，可影响制绒面凹坑间距进而改变绒面微结构的密度，通过调整功率、单脉冲能量等因素则影响微结构的烧蚀程度或深度；而入射角度、能量分布及脉宽对制绒亦有明显效果。对比发现，各典型绒面微结构的形貌中，Ｖ形纹理比Ｕ形纹理更能有效地捕捉吸收光线，而二维复合型陷光微结构比单一型陷光微结构吸光性更好。在此基础之上，论述了化学后处理对提升多晶硅片绒面质量的作用体现，表明化学后处理能改善或消除多晶硅片经激光制绒后形成的熔覆层等相关缺陷，经化学后处理后制成的多晶硅太阳能电池效率显著提高。文章最后对太阳能电池多晶硅表面激光制绒技术进行了总结与展望。
铝离子电池电解质的研究进展
摘要：由于社会的快速发展，人们对二次离子电池的要求日益提高。铝离子电池具有成本低、安全性高、循环性能好等优点，是未来替代锂离子电池的理想储能体系。电解质作为电池系统重要组成之一，起到传输离子、连通电路的作用，对电池性能具有直接影响。因此，设计和制备具有良好综合性能的电解质一直是铝离子电池领域的研究热点。本文对目前铝离子电池的液态电解质、无机固态电解质和聚合物电解质的研究现状进行了总结，从成本、电化学窗口、化学稳定性和离子电导率等方面对它们的性能进行了分析，并对未来铝离子电池电解质的发展方向进行了展望。
基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展
摘要：基于氧相关的阴离子氧化还原反应, 富锂层状正极材料具有放电比容量高、高工作电压和低成本等特点,被认为是最有潜力的下一代高比能锂离子电池商用正极材料. 然而, 富锂材料目前面临着严重的氧释放、不可逆的过渡金属迁移和有害的相转变等, 这些问题直接影响了其电化学性能. 近年来, 结构设计作为一种高效的策略用以改善富锂正极的不可逆氧反应、电压衰减和循环稳定性等, 已取得了优异成果. 此外, 通过调整氧相关氧化还原反应的正极体系, 非水锂-氧气电池借助氧气(O2)和过氧化锂(Li2O2)之间的可逆转化实现了容量的革命性提升. 本文就Li2MnO3域调控、缺陷设计、氧排列次序调控、新构型开发、组成调控和形貌设计等方面, 综述了富锂层状正极材料结构设计领域的研究进展, 并从电池材料结构设计角度探讨了封闭锂-氧气电池取得的进展与未来挑战,为构建新型高比能二次电池体系提出了展望.
锂离子电池用纳米碳材料研究进展
摘要：锂离子电池作为最有前景的储能器件之一,已经在便携式电子设备上广泛应用。然而使用传统电极材料,电池的能量密度和功率密度不够高、耐久性差、成本高,限制了其在电动汽车等方面的大规模应用。纳米碳材料的发展为设计适合锂离子电池的新型储能材料提供了机会。纳米碳材料作为一种新型碳材料具有许多独特的性能,包括独特的形貌结构、高比表面积、低扩散距离、高电导率和离子导电性能、可控的合成和掺杂等优点。因此,纳米碳材料在高可逆容量、高功率密度、长循环稳定性和高安全性锂离子电池中具有较大的应用前景。然而,纳米碳材料普遍存在首次库仑效率低、电压滞后等缺点,且纳米碳材料的电化学性能取决于碳材料的形貌和微观结构。解决这一问题最常用的方法主要有:(1)通过对纳米碳材料的形貌和微结构调控来改善其电化学性能;(2) 通过异质原子掺杂改善纳米碳材料的电化学性能;(3) 将纳米碳与其他储锂材料复合形成复合电极材料。本文主要综述了富勒烯、石墨烯、碳纳米管和多孔碳等四种具有代表性的纳米碳材料在锂离子电池中的最新研究进展,系统归纳了纳米结构和形貌对电化学性能的影响,讨论了纳米碳的合成、电化学储锂性能和电极反应机理。本文还对纳米碳材料未来在锂离子电池应用中需要解决的关键问题进行了总结与展望。
