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生物炭材料应用于超级电容器的研究进展

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
PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

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
风电轴承钢球冷镦的可行性分析

风电轴承钢球冷镦的可行性分析

摘要：针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长，效率低，耗能大，且钢球组织不致密的问题，提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50，65mm的钢球为例，建立了钢球棒料尺寸理论计算模型，对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷，冷镦后的球坯有明显的两极和环带，且等效应力分布均匀，直径50mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50mm钢球的压碎载荷满足要求，直径65mm钢球的内部组织致密，强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。
新能源 2024年07月18日
磷酸铁锂电池循环利用：从基础研究到产业化

磷酸铁锂电池循环利用：从基础研究到产业化

摘要：磷酸铁锂（LiFePO4）电池因其良好的循环性、高安全性、低成本在电动汽车和储能领域得到广泛应用，市场保有量的持续增加引发了对废旧LiFePO4电池循环利用的更多重视；然而LiFePO4自身的价值属性不突出、综合回收技术壁垒偏高，导致废旧LiFePO4电池的高值回收仍是LiFePO4电池循环利用的关键问题。本文总结了LiFePO4电池的退役路径和再生利用路径，从预处理、资源再生两方面梳理了LiFePO4正极废料再生利用的研究进展，得出了直接再生更具应用潜能但仍处于技术初步研究阶段、间接再生适合原料复杂性较高或需要高价值资源储备情况的基本判断。着眼LiFePO4正极废料再生利用产业化发展，识别出发展前提、发展关键、发展保障3个方面的产业化重要因素，展示了LiFePO4全组分短程再生利用技术及其万吨级生产线应用案例。进一步阐述了退役电池残能检测、智能化拆解预处理、正极废料直接再生等LiFePO4电池循环利用技术的发展趋势，原料来源及使用状况复杂、多种金属杂质精深脱除、正极材料更新换代等LiFePO4电池循环利用技术的应用挑战，提出了规范管理并顺畅回收渠道、加快关键技术攻关与应用转化、加强宣传和推广力度以提高市场接受度等发展建议，以畅通LiFePO4电池从基础研究到产业化的创新路径，促进LiFePO4电池循环利用及关联产业绿色发展。
新能源 2024年09月30日
用于锂电池的离子型聚合物合成及其性能

用于锂电池的离子型聚合物合成及其性能

摘要： 离子型聚合物因其高分子链上的共价连接离子基团理化性质独特而具有重要的科研价值和应用前景，且在锂电池等新能源领域得到了应用。离子型单体聚合与聚合物后修饰是合成离子型聚合物的两种主要途径。本文概述了通过两类方法制备的阳离子型、阴离子型和两性离子型聚合物，及其在锂电池电解质、电极保护涂层、电极黏结剂方面的研究进展。鉴于重复结构单元、离子基团种类等因素对材料电导率、迁移数、电化学稳定性、力学强度等性能的显著影响，推动设计合成新结构离子型聚合物，深入展开结构与性能关系研究，有助于进一步研发能够满足特定应用需求的高性能材料，推动发展新一代安全高效且性能稳定的储能设备。
新能源 2026年01月09日
锂离子电池负极材料的研究进展

锂离子电池负极材料的研究进展

摘要：锂离子电池因其较高的能量密度、良好的安全性能和优异的循环性能而受到广泛关注。目前，为了满足不断增长的储能应用需求，人们在开发具有更高电化学性能的锂离子电池负极材料方面做了大量的研究工作。根据锂离子电池负极材料在充放电过程中发生的电化学反应机制不同，分别详细介绍了嵌入型负极材料（石墨、ＴｉＯ２、钛酸锂等）、转化型负极材料（Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ等）和合金化负极材料（Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ等）的电化学反应机制及其优缺点，重点阐述了不同负极材料的提高电化学性能方法和策略。可为锂离子电池负极材料的构建和性能优化提供重要的参考价值。
新能源 2024年07月15日
电容式钛酸锂电池的设计及制备方法

电容式钛酸锂电池的设计及制备方法

摘要：为解决现有钛酸锂电池在低温下电池容量衰减和充放电过程中的电池胀气问题，从电池内外部结构和制备工艺流程两方面提出新型钛酸锂电池结构设计．在电池内部模仿电容式结构，融合电容器的物理储能方式和蓄能电池的化学储能方式，提升电池在低温环境下的充放电性能．在制备工艺上采取柱形锂离子电池含浸新技术，提高含浸效率，减少电池内部水分，部分解决电池胀气问题，并进行相关性能测试．结果表明，新型钛酸锂电池容量保持率可在9548次充放电循环下达到92.5%，低温环境下电池容量保持率大于75%，该方法有效提升了钛酸锂电池性能．
新能源 2024年09月03日
钙基电池：下一代低成本、高能量密度储能技术

钙基电池：下一代低成本、高能量密度储能技术

摘要：全球能源需求不断增长，钙基电池因其资源丰富（钙在地壳中的储量约为锂的2500 倍）、电化学性能优异（体积比容量高达2073 mA·h·cm−3）以及环境友好等优势，被视为下一代高性能储能技术的有力竞争者。然而，钙基电池的发展仍面临多重挑战，包括金属钙难以实现高效可逆的沉积/剥离、电解液体系电化学稳定窗口有限，以及高性能正极材料匮乏等关键问题。系统梳理了近年来钙基电池领域的研究进展，重点围绕钙负极优化、电解液优化、正极反应体系设计以及新型电池结构构建等方面展开综述。针对当前技术瓶颈，归纳了代表性研究中提出的机制理解与技术策略，探讨了钙基电池在储能场景中的潜在应用前景，提出未来可以优化钙离子的溶剂化结构和界面动力学、扩大离子扩散通道并缓解体积膨胀、提升电极材料的氧化还原电位和容量、开发高性能柔性钙基电池等方面作为发展方向，旨在为推动钙基电池技术突破提供全面的理论依据与技术参考，推动钙基电池走向实际应用，并最终实现其在储能领域的全部潜力。
新能源 2025年12月31日
纳米线储能材料与器件新进展

纳米线储能材料与器件新进展

摘要：纳米线电极材料在电化学储能领域备受关注, 是纳米与新能源技术的交叉和前沿. 纳米线拥有大的长径比、较高的比表面积、轴向连续电子传输特性与径向电子限域效应. 纳米线用作电极材料时, 由于与电解液的接触面积比较大以及反应离子的脱嵌距离短, 能大幅提升电极材料的电化学活性, 故被广泛应用于功能化储能器件. 本文介绍了纳米线原位表征技术以及纳米线在储能电极材料中的应用(离子电池、高能电池、超级电容器和微纳与柔性储能器件). 对纳米线储能材料与器件的研究与进展进行了概述, 并讨论了在电化学储能材料研究中所存在的挑战. 最后, 对纳米线储能材料与器件的发展趋势进行了展望.
新能源 2024年08月28日
纤维电池: 现状、机遇与挑战

纤维电池: 现状、机遇与挑战

摘要：可穿戴电子器件的快速发展使得对柔性供能器件的需求日益增长. 纤维形态有望赋予电池卓越的柔韧性、小体积和高延展性, 因此纤维电池被视为下一代可穿戴电子器件的理想能量来源之一. 然而, 纤维的高长径比特性对纤维电池的电化学性能和力学稳定性提出了严峻挑战. 以往的研究侧重于纤维电池的制备与设计, 未从纤维结构本身特性出发进行分析. 本文旨在填补这一空白, 从纤维的本征特性出发, 分析纤维结构为电池带来的机遇与挑战, 由此阐述纤维电池的优缺点及其独特价值, 为设计下一代纤维电池提供思路. 本文首先回顾纤维电池的发展历程, 介绍其基本构造, 阐述其在可穿戴和植入式电子器件中的重要地位; 随后, 探讨纤维形态如何影响纤维电池的电化学性能, 分析可能存在的性能瓶颈和优化策略; 接着, 在力学性能方面, 阐述纤维电池复杂的应用场景对其静态柔性和动态稳定性的要求以及面临的挑战; 最后, 分析和讨论纤维电池在应用场景中的独特优势, 并展望未来研究方向和发展趋势.
新能源 2025年12月23日