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石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究

石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究

摘要：负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素，人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低，空隙度低，灰分、硫、金属元素含量低，导电率高，易石墨化。此次研究选择３ 种普通石油焦，并通过石墨化制备人造石墨。对３种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征，比较其各种性能，研究石油焦石墨化后的变化，并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明：在2750 ℃石墨化处理后，相较于原石油焦样品，３种石墨化样品结构重排，拥有更明显的规整层状结构；含碳量提升，其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降；均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台，首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后，比容量分别保持在273.00、259.00、226.20ｍＡ/g，库伦效率接近100%，是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。
新能源 2025年04月27日
全固态锂电池的电极制备与组装方法

全固态锂电池的电极制备与组装方法

摘要：全固态锂电池由于具有安全性高、循环寿命长、能量密度高等特点，在化学电源领域具有非常好的应用前景。因全固态锂电池是一种使用固体电极材料和固体电解质材料，不含任何液体的锂电池，所以全固态锂电池的电极制备以及组装与现有液态锂电池的方法存在较大差异。本文详细综述了典型的几类全固态锂电池的电极制备与组装方法及相应的性能特征，分别针对氧化物、硫化物以及聚合物固体电解质体系，归纳分析其结构、正极制备方法、负极修饰方法以及电池组装方式，并在最后对全固态锂电池的实验室开发组装方式给出了建议，为全固态电池研究的同行们提供借鉴和参考。
新能源 2024年05月05日
基于3D打印的钠离子电池负极材料研究进展

基于3D打印的钠离子电池负极材料研究进展

摘要：钠离子电池作为一种新兴的能源存储技术，具有成本低、资源丰富、环境友好等优点，但是钠离子具有较大的离子半径，导致离子迁移缓慢，造成其循环寿命短、倍率性能差等问题。三维（3D）打印技术是一种能够快速生产结构物体的先进技术，在微流体、电子和工程领域得到了广泛的应用。近年来，科学家们也开始探索其在储能领域中的应用。该技术作为一种先进的材料制备方法，为实现高效、低成本的负极材料制备提供了新的途径。3D打印技术在制备钠离子电池负极材料方面的应用逐渐受到关注。本综述将简要介绍3D 打印技术概述、3D 打印钠离子电池负极材料的研究进展、3D 打印负极材料（氧化石墨烯、MXenes 和过渡金属氧族化合物等）的性能优化与提升以及面临的挑战与未来展望等方面。
新能源 2025年01月22日
磷酸铁锂电池碳纳米管膜加热结构设计及验证

磷酸铁锂电池碳纳米管膜加热结构设计及验证

摘要：针对磷酸铁锂电池低温环境下的性能衰减问题，设计开发了一种轻质高强、低压安全、高效节能的磷酸铁锂电池抗低温纤维碳纳米管膜加热功能结构并开展了实验验证。采用热压工艺实现了碳纳米管薄膜与复合材料层合结构的一体化成形。实验验证了FCL（fiber carbon-nanotube film laminated composite）加热器良好的温度均匀性、稳定性以及抗热疲劳性能。开展了低温环境下磷酸铁锂电池加热实验，并与传统的PTC（positive temperature co-efficient）加热器进行了对比分析，结果表明：相较于传统的PTC加热器，FCL加热器质量减轻了59%，能量消耗降低了3. 5%，温升效率提高了26%，功率质量比提升了195%。
新能源 2025年03月24日
高能锂硫电池正极催化剂、负极保护材料的分析与展望

高能锂硫电池正极催化剂、负极保护材料的分析与展望

摘要：锂硫电池具有能量密度高、成本低、环境污染少等优势，是过去十年里最引人关注的储能系统之一，被认为是极有前途的新型二次电池。近年来，随着电动汽车的飞速发展，对高性能、长寿命电池的研究提出了极高的要求，锂硫电池的天然优越性能够满足该要求，并且展示了广泛的应用前景。然而由于电池运行过程中仍然存在着电极-电解质界面化学难以控制的问题，如何提高电池的性能和寿命引起了研究人员的广泛关注。随着各种类型高效正、负极材料的提出，锂硫电池的未来具有很好的发展前景。文章综述和讨论了最近的研究成果，从正极异质结构催化剂、单原子催化剂和负极保护材料这3 个方面全面总结了用于高活性锂硫电池的催化剂最新进展。其中：异质结构催化剂不仅可以将两种功能互补或相互增强的材料结合在一起，而且在界面处具有内部电场，可以增强锂电池中多硫化锂转化反应的动力学；单原子催化剂由于其在结构-活性关系和反应机理中的原子级适用性及具有原子精度的结构可调性为解决锂硫电池多硫化锂的穿梭等问题提供新的策略；负极材料不仅可以抑制多硫化锂的穿梭，而且可以稳定金属锂的表面。
新能源 2024年05月05日
极端条件下锂离子电池失效机制研究进展

极端条件下锂离子电池失效机制研究进展

摘要：随着现代科技的迅猛发展，对能在极端环境下稳定工作的能源存储系统的需求日益增长，特别是在无人机、电动汽车、深海探测等前沿领域。锂离子电池因其高能量密度、长寿命、无记忆效应等特性，成为满足这些极端环境下能源需求的理想选择。但是，极端的温度、冲击、压力等恶劣条件对电池的性能和安全性提出了严峻挑战。本文综述了近年来关于锂离子电池在不同极端环境下的失效行为及失效机制，重点从电池内部材料结构的变化、锂离子传输以及电化学反应等方面出发，探讨了锂离子电池在各种极端条件下的内部材料失效机理。最后，文章总结了目前锂离子电池应对极端环境的主要改善措施。希望这些研究能够给未来设计更加耐用、高效的锂离子电池提供指导，促进锂离子电池在更广泛领域的发展。
新能源 2026年05月09日
柔性钠离子电池研究进展

柔性钠离子电池研究进展

摘要：随着柔性电子产品需求的日益增长，柔性电池得到越来越多的研究和关注。目前，柔性锂离子电池由于高功率密度和高能量密度的特点，在柔性屏、可穿戴设备应用上取得了实质性的进展。然而，锂矿资源储量有限、分布不均的问题限制了电池的可持续发展。在寻求新型电池的道路上，钠离子电池引起了人们的关注。钠在地球中的存储量比锂更多，价格更低，这使得钠离子电池有望满足未来的市场需求。柔性钠离子电池的关键材料包括电极活性材料、电极集流体、电解质和隔膜。电极不仅需要高容量和优异的电导率，还要具有良好的机械柔韧性，保证柔性电池在各种形变(弯曲、拉伸、折叠等)下正常工作。柔性电解质和隔膜在保证电池安全的同时，还要保持与正负极之间具有稳定的界面结合。但这些关键材料不成熟、不完善的问题阻碍了柔性钠离子电池的发展。此外，普通袋式的柔性电池无法满足未来电子设备小型化和可穿戴的要求。创新实用的结构设计和适合大规模生产的制备技术也亟待发展。本文介绍了柔性钠离子电池电极材料(正负极活性材料和导电基底材料)、电解质、电池结构和制备工艺等方面的研究进展，对柔性电池现存的问题(比如成本高、安全性差、制备工艺复杂等)进行了分析探讨，最后展望了柔性钠离子电池未来的发展方向。
新能源 2024年05月14日
硅基负极的研究进展及其产业化

硅基负极的研究进展及其产业化

摘要: 硅基负极材料因其高的比容量成为下一代锂离子电池负极研究的重点。通过概述硅基负极材料的研究进展，针对硅基材料在充放电过程中体积变化大、电池容量衰减快等缺点，从硅源的改性、硅碳复合材料的设计、氧化亚硅材料的改性等方面对其电化学性能进行提升; 针对硅基材料的产业化现状及其制约因素，介绍了陕煤研究院在核壳结构硅碳负极材料，包埋结构硅碳负极材料，凹陷结构硅碳负极材料方面的研究进展及其产业化成果，并对硅基材料的研究方向和产业化进展进行了展望。
新能源 2024年05月04日
氢储运技术的发展现状、挑战及未来方向

氢储运技术的发展现状、挑战及未来方向

摘要：氢储运技术是氢能产业链中的一个至关重要的环节，可能成为未来新的百亿级产业。目前主流技术包括高压气态储氢、低温液态储氢和低压固态储氢，另外有机液态储氢也在应用示范阶段。文章总结了近年来氢储运技术的研发及应用进展，分析了面临的困难与挑战，展望了未来的研发方向。总体而言，氢储运技术发展前景广阔，但仍需在降低成本、提高效率、确保安全性和提高国产化率等方面不断突破，以推动氢能产业快速发展。
新能源 2026年03月30日
镁二次电池负极材料的研究综述

镁二次电池负极材料的研究综述

摘要： 随着经济社会的快速发展和工业化进程的快速推进，能源及储能设备的需求日趋增长。传统的锂离子电池虽然在一定范围内得到了应用，但是其资源匮乏、成本高和安全性差的问题制约了锂离子电池在大规模储能领域的进一步发展。 在后锂离子电池时代，镁二次电池因其资源丰富、低成本、轻量化、高安全性、 高能量密度等优势，有望应用于大规模储能领域。负极是镁二次电池发展和应用的关键因素，而今，镁二次电池仍处于研究初步阶段，其中负极材料的选择、优化及性能提升策略尤为重要。综述了现阶段常见的镁二次电池负极材料，包括纯镁负极材料、合金负极材料、嵌入型负极材料、界面膜改性负极材料等，分析了不同类型负极材料的优点、应用现状、匹配性问题、最新研究进展、潜在发展趋势等。最后，结合已有的研究成果，展望了镁二次电池负极材料未来的研究重点和策略。
新能源 2024年11月07日