高电压钴酸锂正极材料研究进展

摘要：钴酸锂( LiCoO2)因具有较高比容量、高放电平台及压实密度等优点，是目前用于3C等消费类电池的主要正极活性材料。随着电子产品的轻量化、微型化发展，人们对钴酸锂体系锂离子电池能量密度和循环性能的要求逐渐提高，如何有效提升能量密度是当前亟需解决的问题。提升能量密度的方法主要有开发高比容量活性材料、提升材料的压实密度和提高工作电压。其中，提高工作电压是现阶段最有效的方式。在高充电截止电压(＞4.4V)下，钴酸锂脱锂量增加，更多活性Li+参与脱嵌过程，使得材料的实际克容量得到显著提升。同时，高工作电压会造成材料的结构发生不可逆相转变、界面副反应增多等问题，导致材料性能降低，电池容量衰减。针对这些问题，近些年研究者对高电压钴酸锂做了大量改性研究，解决方法主要集中在体相掺杂和表面包覆。体相掺杂能提高材料的结构稳定性，延缓层状结构坍塌。表面包覆对缓解界面副反应有显著的作用。通过改性来实现相转变及界面副反应的有效控制对推动高电压钴酸锂的商业化发展具有重要意义。本文主要以高电压钴酸锂材料作为切入点，总结了钴酸锂的结构组成、制备方法以及高工作电压下性能衰减原因，重点讨论了高电压钴酸锂的体相掺杂和包覆改性的研究进展，深入分析了改性对材料结构及电化学性能的影响，最后对高电压钴酸锂正极材料的发展趋势进行展望。

新能源 2024年05月28日 1 点赞 0 评论 147 浏览

全无机钙钛矿太阳电池: 现状与未来

摘要：近年来，基于ABX3结构的有机无机杂化钙钛矿材料因其具有优良的光电特性和廉价的制作成本得到了全世界的广泛关注，但体系中的有机组分容易受到光、热、湿等外界条件的影响而分解，导致器件的PCE 发生严重的下降，极大地限制了PSCs( Perovskite solar cells，PSCs) 的产业化进程。利用纯无机阳离子完全取代ABX3结构中的A 位有机阳离子制备出全无机钙钛矿材料，因其优异的热稳定性和环境稳定性而得到了快速的发展。现阶段，基于全无机钙钛矿材料的全无机钙钛矿太阳能电池( I-PSCs) 的效率已超过19%，应用前景广阔。本文回顾了近年来全无机钙钛矿材料的研究进展，对不同类型的全无机钙钛矿材料进行了综述和讨论，从成膜工艺、掺杂工程、后处理工程等方面论述了如何提升器件的稳定性。最后，对I-PSCs的大面积制备及其柔性应用进行了介绍，揭示了I-PSCs 面临的挑战，并对该领域进行了展望。

新能源 2024年01月21日 7 点赞 0 评论 212 浏览

钠离子电池锰酸钠正极材料研究进展与发展趋势

摘要：近年来，钠离子电池凭借钠资源储量丰富、分布广泛、价格低廉、绿色可持续发展、安全稳定、集成效率高、快速充电性能优异、低温性能好等一系列优势被认为是锂离子电池当前最好且最有发展前景的互补品，也是未来发展大规模电化学储能最具前景的系统之一。然而阻碍钠离子电池发展的因素是正极材料体系结构易发生相变、放电比容量不够高、循环性能不够好等问题。目前，钠离子电池正极材料的研究中过渡金属氧化物材料表现出更多样的结构种类、更优的结构稳定性、更高的比容量、良好的充放电循环性能和其他优异的电化学性能。本文针对锰酸钠正极材料微观以及宏观结构的研究进展进行归纳总结，着重对不同钠含量的锰酸钠材料通过三种不同位点(钠位、锰位和氧位)掺杂以及包覆的手段进行系统深入的研究，详细展示并论述了不同元素不同位点掺杂以及不同包覆手段所带来的增益效果。在未来的发展过程中，应加强对微观宏观结构的进一步提升，拓展多元素多位点掺杂种类、掺杂比例、搭配类型和包覆材料种类等，提升包覆技术，并不断加强钠离子电池电解液、负极材料等配件的创新与发展。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 57 浏览

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。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 196 浏览

三维打印技术在电化学储能器件中的应用研究进展

摘要：三维打印作为一种新型的加工工艺,其独有的复杂形状定制、快速成型的特点使得其正成为电化学储能器件设计与制造领域的研究热点。目前,基于多种三维打印工艺,已经可以初步实现储能器件电极、电解质的打印构筑,且所打印器件在微型化与集成应用等方面均表现出传统工艺难以实现的独特优势。然而,可打印材料的匮乏是目前阻碍三维打印电化学储能器件进一步发展的关键问题。现有的商用可打印材料多为结构材料,其较低的电导率与电化学活性难以满足电化学储能器件的实际应用需求。因此,近年来,研究者们从三维打印的工艺原理出发,通过合理的墨水设计,直接或间接地实现了多种电化学储能器件的打印构筑,所打印器件也表现出较为优异的电化学性能。在此基础上,利用三维打印在复杂结构快速成型方面的优势,研究者们可以根据产品需求,通过结构设计与优化,实现电极、电解质等部件在电化学活性以及力学性能方面的提升,获得具备柔性化、微型化等特征的高性能储能器件。本文全面综述了三维打印技术在储能器件领域的应用研究进展。首先,总结了各类三维打印技术的基本原理以及基于三维打印的电极、电解质设计与构筑的研究现状;其次,讨论了三维打印储能器件在可穿戴设备以及微型电子器件集成等方面的应用案例;最后,结合实际应用需求,分析了三维打印储能器件制备过程中存在的问题及研究方向,以期为三维打印在电化学储能器件领域的应用提供参考。

新能源 2024年05月28日 0 点赞 0 评论 114 浏览

新能源近期的发展态势

[摘要] 介绍了国内外新能源的研发现状，指出了新能源的发展前景。[关键词] 新能源；生物柴油；氢能；燃料电池能源是社会经济发展不可或缺的动力，如能源不可持续发展，就可能制约经济的持续健康发展。

新能源 2024年01月08日 0 点赞 0 评论 55 浏览

静电纺丝法制备陶瓷纤维及其光催化性能

摘要：光催化材料可转换太阳能为化学能，实现水体污染物降解、制氢等功能，在清洁能源与环境保护方面具有广阔的应用前景。静电纺丝法制备的陶瓷纤维是备受关注的光催化材料之一。目前，光催化技术的发展主要受限于光响应范围和载流子利用率。优化光催化过程的效率仍然存在许多挑战。本文首先对光催化过程的基本原理和技术瓶颈进行了阐述，并简述了静电纺丝制备陶瓷纤维的原理及方法。系统介绍了在静电纺丝陶瓷纤维中，通过前驱体成分设计、静电纺丝参数控制、热处理工艺调控等工艺设计，利用掺杂、表面等离子共振、上转换发光等策略，拓展可见光吸收范围的方法。同时，阐释了在电纺陶瓷纤维中构筑各类异质结构进而调控载流子迁移路径的方法。最后，本文对静电纺丝法制备的陶瓷纤维在光催化领域的潜在研究方向进行了总结与展望，以期能推动新型陶瓷纤维光催化材料的发展。

新能源 2025年03月11日 1 点赞 0 评论 45 浏览

卤化物固态电解质研究进展与展望

摘要：全固态锂金属电池具有安全性能好、能量密度高等优势，被认为是下一代高性能高安全储能电池技术的发展方向。开发先进的固态电解质是实现全固态锂电池发展的关键，卤化物固态电解质具有高室温离子电导率、宽电化学窗口及良好的正极界面稳定性等优势，受到了相关学者的广泛关注。概述了卤化物固态电解质的分类、制备方法及离子传输机制，较为深入地阐述了其湿度稳定性及界面稳定性问题，归纳了目前所采用的解决策略及在全固态锂金属电池中实际的应用，并提出了卤化物固态电解质现阶段面临的挑战和未来发展方向，这将有助于推动卤化物固态电解质的进一步发展。

新能源 2025年02月27日 1 点赞 0 评论 59 浏览

能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议

摘要:碳材料作为电极材料或关键组分在诸多能源存储与转化器件中发挥着不可或缺的作用。然而，传统碳材料存在的结构单一、富含缺陷和织构无序等问题严重制约了相关器件性能的提升，难以满足新能源和电动汽车产业的快速发展需求。针对上述问题，文章提出了微纳超结构碳的概念和设计思想，采用结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装，构建碳材料跨越“纳−微−宏”的多层次孔道、多尺度网络、多组分界面，获得具有“精准定制、层次有序、厚密联通、多相耦合”基本特征的微纳超结构碳。同时，文章全面综述了微纳超结构碳材料在能源存储与转换器件中应用的国内外最新研究进展，涵盖了锂/钠离子电池、超级电容器、固态电池、水系电池以及氢能转换技术等关键领域，并对未来储能用碳材料的发展方向和应用模式作出展望。

新能源 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 83 浏览

钠离子电池硬碳负极研究进展

摘要：锂离子电池(LIB)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛用于移动储能。然而，锂资源的有限严重限制了其在大规模储能领域的应用。近年来，钠离子电池(SIB)由于成本低、安全性高等优点，成为了LIB有前途的替代品。硬碳具有较低的氧化还原电位、稳定的结构、较大层间距和相对较低的成本，被广泛用作SIB的负极材料。然而，硬碳负极较差的倍率性能和较低的首次库仑效率限制了SIB的性能。综述了钠离子电池硬碳负极的研究进展，包括硬碳储钠机理、前驱体选择以及制备工艺对硬碳性能的影响。

新能源 2025年02月12日 1 点赞 0 评论 104 浏览