面向未来发展的动力和储能电池电解质材料研发进展:从液态走向固态

摘要：随着新能源汽车和规模储能的快速发展, 锂二次电池的应用规模不断增大, 现在其已占据主导地位, 但是,其能量密度和安全性方面的提升空间还很大. 锂二次电池性能的提升与所用电解质材料的发展密不可分, 其电解质材料的发展也经历着从传统的有机液态电解质到混合固液电解质, 再到如今已成为全球研发热点的纯固体电解质的演变过程. 液态锂离子电池以有机液态电解质为主, 为提升电池安全性, 凝胶电解质有一定作用; 混合固液电解质作为液态与固态的兼容态, 兼具了液态电解质与固体电解质的特点, 显示出较好的应用潜力; 全固态电池使用固体电解质, 涵盖了无机、聚合物及复合固态电解质等多种类型, 其高安全性、高能量密度及长寿命等特点为下一代锂二次电池的需求带来了全新的发展机遇, 然而, 固体电解质材料的产业化之路仍充满挑战, 需要克服生产成本高、生产工艺全面更新等问题. 本文围绕锂二次电池内电解质的不同状态, 深入剖析了各类电解质的特点, 并探讨了其产业化现状、面临的挑战及未来发展机遇, 旨在为锂二次电池技术的持续进步与应用领域的持续拓展提供参考.

新能源 2025年12月11日 1 点赞 0 评论 154 浏览

锂离子电池富镍正极基础科学问题：材料失稳机制及改性策略

摘要：层状富镍锂过渡金属氧化物因其高容量、高工作电压等优势是长续航动力电池广泛采用的正极材料。然而，由于不稳定的晶体结构和较差的热力学性，富镍正极材料在反复Li+脱嵌过程中稳定性差，进而导致电池难以长周期服役。本文分析了富镍正极材料表面残锂、阳离子混排、气体释放、不可逆相变、微裂纹等各种导致材料失稳降解的机制，总结了近年来为解决上述问题而采用的元素掺杂、表面涂层、单晶化、浓度梯度结构设计和引入电解质添加剂等改性策略，并展望了未来材料改性策略的方向和应用前景。

新能源 2026年01月21日 1 点赞 0 评论 67 浏览

热基锌铝镁镀层材料在光伏支架领域的应用

摘要：锌铝镁镀层钢板产品是在传统热镀纯锌镀层产品的基础上，在镀液中添加适量的Al、Mg以及其他微量合金元素得到的合金镀层产品。因其具有良好的耐腐蚀、耐磨损、切口自愈能力和低摩擦因数等特性，在众多领域具有巨大应用前景。本文从光伏支架中钢材的使用现状出发，对热基锌铝镁材料的发展和应用现状进行综述，分析了热基锌铝镁材料在光伏支架中应用的优势和的可行性，发现热基锌铝镁材料直接采用酸洗后的热轧板为原料，可生产规格更厚的产品，更好地满足光伏行业的需求。

新能源 2024年07月29日 0 点赞 0 评论 140 浏览

生物炭材料应用于超级电容器的研究进展

摘要:生物炭具有来源广泛、价格低廉、导电性优异、形貌易调控和物理化学性能稳定等优点,被广泛应用于超级电容器领域中。通过调控炭材料的多孔结构与形貌结构、杂原子掺杂、复合高电容量材料以及材料尺度纳米化等,可不断获得超级电容器综合性能优异的生物炭材料。文章首先阐述超级电容器的储能机理及分类,再总结了不同生物质结构、元素特征和各种生物炭表征技术。在此基础上,从炭材料形貌、孔结构、石墨程度、表面官能团、元素掺杂和材料复合角度总结了生物炭材料超级电容器储能性能提升的优化手段。随后,详细介绍了0D、1D、2D、3D 纳米生物炭材料在超级电容器方面的研究进展。为制备高性能超级电容器生物炭电极材料提供了有效的研究参考方向。

新能源 2024年10月14日 1 点赞 0 评论 209 浏览

PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

摘要： 聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势，成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而，聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低，极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此，提高聚合物相对介电常数，研发高放电能量密度和高储能效率的聚合物基电容器成为了迫切需求。聚偏二氟乙烯（PVDF）以其良好的介电性能和较高的放电能量密度成为研究的热点。本文从电介质的储能原理出发，综述了近年来PVDF 基纳米复合电介质材料的设计及其性能调控的主要方案：(1) 聚合物+无机高介电纳米填料；(2) 聚合物+无机低介电纳米填料；(3) 聚合物+金属纳米粒子。本文为进一步提高聚合物基电介质的储能性能提供了重要参考。

新能源 2026年01月17日 1 点赞 0 评论 66 浏览

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。

新能源 2024年05月28日 1 点赞 0 评论 291 浏览

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。

新能源 2025年06月30日 1 点赞 0 评论 253 浏览

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.

新能源 2025年12月04日 1 点赞 0 评论 98 浏览

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。

新能源 2024年05月28日 0 点赞 0 评论 201 浏览

高镍层状正极材料失效机理及其改性研究进展

摘要：在现有的商用正极中，富镍层状正极因其高能量密度、较好的倍率性能和合理的循环性能而被广泛应用。目前，Ｃｏ的价格远高于Ｎｉ和Ｍｎ，正极材料的研究正朝着高镍“少钴化”甚至“无钴化”的方向推进。本文主要介绍了近年来高镍层状正极材料的研究进展，旨在为未来高镍正极的设计、开发提供重要线索，并推动其实际应用进程。文中首先介绍了高镍正极材料主要失效机理，包括表面／界面降解、阳离子混合、电极－电解质自发寄生反应、气体析出和晶间／晶内开裂。其次，综述了近些年来对高镍材料进行的体相掺杂、表面包覆、成分调整和形貌工程等方面的改性研究和相关进展。最后，对高镍正极材料未来的研究方向和目前的技术挑战进行了展望。

新能源 2025年06月09日 0 点赞 0 评论 219 浏览