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无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

摘要：相比锂离子电池，钠离子电池在资源、成本、安全、功率性能和低温性能等方面都具有较大优势。然而，目前的钠离子电池能量密度较低，为了开拓更广阔的应用空间，开发高比能钠电池是目前学术界和产业界关注的热点。近年来，无负极钠电池（AFSBs）因其在能量密度、工艺安全性和整体电池成本方面的优势而受到广泛关注。但该体系中存在固态电解质界面（SEI）破裂、副反应增多、枝晶无序生长以及死钠的产生易导致快速的容量衰减，电池循环寿命较短等缺陷。这些挑战可归因于以下三个关键问题：钠的高反应活性、循环过程中钠的不均匀沉积行为以及剧烈的体积膨胀。针对上述问题，本文围绕集流体-钠界面与钠-电解质界面，阐释了AFSBs负极侧促进无枝晶生长的设计方法，包括设计亲钠涂层、构建多孔骨架结构调节钠成核过程以及设计坚固的SEI界面层，进一步引导钠的均匀沉积与剥离，最终构建长寿命的AFSBs。最后展望了AFSBs的未来研究方向及应用前景。
新能源 2026年03月17日
阻燃型凝胶聚合物电解质在碱金属电池中的研究进展

阻燃型凝胶聚合物电解质在碱金属电池中的研究进展

摘要： 阻燃型凝胶聚合物电解质不仅具有良好的枝晶抑制作用，还具有不易泄漏、不可燃等高安全特性，可有效解决热失控或机械冲击等造成的安全隐患，在碱金属电池中具有重要应用前景。该文综述了阻燃型凝胶聚合物电解质在碱金属电池(涉及锂、钠、铝、锌等)中的研究进展。该文首先讨论了凝胶聚合物电解质的阻燃机理；其次，总结了阻燃型凝胶聚合物电解质的常用制备方法；再次，论述了不同类别阻燃型凝胶聚合物电解质在不同碱金属电池体系中的应用状况；最后，提出了目前存在的挑战和未来可能的发展方向。
新能源 2024年10月16日
高镍三元材料的研究进展

高镍三元材料的研究进展

摘要：高镍LiNixCoyMn/Al1-x-yO2 三元材料（高镍材料）因比容量高、能量密度大而成为最具前景的高能量密度锂电池正极材料之一。然而，随着Ni 含量提升，高镍材料的结构、化学和机械稳定性逐渐恶化，严重限制了其产业化安全应用。鉴于此，本文首先对当前高镍材料的合成方法（固相法、溶解凝胶法、水热法、喷雾干燥法及共沉淀法）进行了综述。随后，总结了高镍材料合成、储存及使用过程中的关键失效机制，包括离子混排与不可逆相变、表面残碱与界面副反应、应力诱导微裂纹及过渡金属溶解等，并对其形成原因及演变过程进行了深入剖析；系统总结了高镍材料的主要改性方法，如离子掺杂、表面包覆、核壳/梯度材料设计及单晶材料设计等。最后，对高镍材料的未来发展及改进方向进行了展望。本文通过系统总结高镍材料的研究进展和不足，旨在为高能量密度型高镍材料的产业化制备及安全应用提供理论参考。
新能源 2024年12月24日
高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

摘要：储能技术的革命性变化对下一代锂离子电池(LIBs)负极材料提出了更高的要求。近年来，一类具有复杂化学计量比的新型材料——高熵氧化物(HEOs)逐渐进入人们的视野并走向繁荣。理想的元素可调节性和吸引人的协同效应使HEOs有望突破传统阳极的综合性能瓶颈，为电化学储能材料的设计和发展提供新的动力。本文分别从化学成分调控和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献，综述了HEOs作为LIBs负极材料的研究进展。在化学成分调控方面通过金属杂原子掺杂、非金属杂原子掺杂来提高HEOs的本征活性。在结构设计方面，通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构以及复合碳材料来增加HEOs的反应活性位点数量，从而提高储锂性能。最后，对HEOs在LIBs领域的发展进行了展望。
新能源 2024年01月21日
锂金属电池中的氟代功能电解液

锂金属电池中的氟代功能电解液

摘要：锂金属电池由于其较高的能量密度而受到广泛的关注，但安全性和循环稳定性等问题成为限制其发展的重要原因。电解液是锂金属电池不可缺少的组成部分，发展高效的电解液体系是解决锂金属电池问题的有效手段和策略。由于氟原子的吸电子诱导效应可降低电解液分子的最低未占据分子轨道，促进锂金属负极表面富含氟化锂的固态电解质界面层（SEI）的形成，从而增强电解液与锂金属负极的兼容性并抑制锂枝晶的生长；同时，氟原子的取代可改变电解液分子的静电势分布，从而改变分子的溶剂化结合位点，起到调控溶剂化结构的作用；此外，氟代功能化还可显著改善电解液的阻燃性和高低温性能。本文详细综述了用于锂金属电池的氟代溶剂，从氟代溶剂种类、氟代度以及氟代位置几个方面分类总结了氟代碳酸酯、氟代醚、氟代羧酸酯、氟代硅烷、氟代腈等功能分子，重点阐述氟代功能分子对电解液溶剂化结构调控、SEI组成和形成机制以及电池性能表现的影响。最后，总结和展望了氟代溶剂在锂金属电池体系中的发展前景。
新能源 2026年03月06日
石墨烯基超级电容器研究进展

石墨烯基超级电容器研究进展

摘要：超级电容器是最具应用前景的电化学储能技术之一。目前，超级电容器的研究重点是提高能量密度和功率密度，发展具有高比表面积、电导率和结构稳定性的电极材料是关键。石墨烯因具有比表面积大、电子导电性高、力学性能好的特点而成为理想的电容材料，但石墨烯的理论容量不高，在石墨烯基电极制备过程中容易发生堆叠现象，导致材料比表面积和离子电导率下降。因此，发展合适的制备方法，对石墨烯进行修饰或与其他材料形成复合电极材料是一种有效解决途径。本文对石墨烯基电极及其在双电层电容器、法拉第准电容器和混合型超级电容器中的应用的研究进展进行归纳，重点介绍了石墨烯凝胶薄膜电极的制备过程，以促进石墨烯基电极在超级电容器构筑中应用。
新能源 2024年05月05日
镁基储氢材料纳米化研究进展

镁基储氢材料纳米化研究进展

摘要：氢能被认为是一种可替代化石燃料，是实现碳减排目标的理想载体。 高性能储氢材料的开发、利用和改性是氢能经济发展的关键。 氢化镁（MgH2）具有质量储氢密度高、成本低廉和环境友好等特点，在固态储氢材料领域备受关注。 然而，MgH2缓慢的吸/放氢动力学性能和高的热力学稳定性在一定程度上限制了其实际应用。 近年来，大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性，并取得了大量成果。 通过回顾国内外相关文献，综述了改善镁基固态储氢材料储氢性能的最新研究进展，着重介绍了纳米化研究方法对Mg/MgH2体系不同维度纳米结构的研究现状，旨在为开发性能卓越的先进镁基氢储存材料提供见解和指导。
新能源 2026年04月15日
甲醛催化制氢的研究进展

甲醛催化制氢的研究进展

摘要: 氢有较高的能量密度，其能量转换过程可循环、零污染，是未来替代传统化石燃料的理想能源载体．甲醛相较于其它的氢载体，具有可规模制备、来源广泛、安全性高、易于输运、储存和转化的特点，已逐渐成为一种新的制氢原料． 此外甲醛制氢技术还可以应用于其它对环境有一定毒性的有机化合物转变为清洁的氢的过程．我们较全面的总结了甲醛的工业化制备、催化转化制氢和催化剂的研究发展历程，详细介绍了近年来在相关领域的研究成果，分析对比了各种甲醛催化制氢技术的特点，并对未来甲醛制氢的发展前景进行了展望．
新能源 2024年12月16日
全钒液流电池关键技术进展与发展趋势

全钒液流电池关键技术进展与发展趋势

摘 要：能源自古以来就是社会赖以生存、发展的基础，面对全球化石资源消耗所引起的自然环境和天气恶化，全世界开展了低碳战略部署，着力推动可再生绿色能源的持续利用。全钒液流电池储能系统可以解决绿色能源（风能、水能和太阳能等）波动性强、不连续和受环境、天气限制的难题。
新能源 2024年01月08日
碱金属离子电池非晶正极材料的研究进展

碱金属离子电池非晶正极材料的研究进展

摘要：为了满足当今社会对碱金属离子电池日益增长的能量密度、使用寿命和安全性的要求，需要开发具有高可逆容量、长循环稳定和高安全性能的正极材料。短程网络的非晶正极材料因其丰富的离子储存位点和高度各向同性的离子传输通道而表现出高容量和快速的反应动力学，近年来备受关注，为电化学储能开辟了新方向。本文重点关注碱金属离子电池中非晶正极材料的最新研究进展，综述其特点、合成策略和表征手段，以及在储能领域的重要应用。最后，提出了非晶正极材料在电化学储能领域面临的挑战，并对未来研究方向进行了展望。
新能源 2026年03月02日