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高镍层状正极材料失效机理及其改性研究进展

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
可充电镁电池负极材料及界面化学的研究进展

可充电镁电池负极材料及界面化学的研究进展

摘要：可充电镁电池凭借其优异的电化学性能、镁资源的丰富性以及Mg均匀沉积的特性，已成为极具潜力的下一代电池之一。然而，其负极材料存在界面钝化、体积膨胀以及不均匀Mg剥离/沉积等问题，成为制约镁电池商业化进程的主要瓶颈。尽管在探索新型负极材料体系与界面化学调控策略上已取得了较多进展，但开发具有高能量密度、高功率密度、优异稳定性及长循环寿命等优势的负极材料仍面临着许多挑战。本文系统地回顾了可充电镁电池负极材料及界面调控领域的最新研究进展，深入剖析了材料组分、微观结构以及表面/界面结构对电化学性能的影响及其内在作用机制，并对未来负极材料的开发设计及界面调控进行了展望。
新能源 2025年11月14日
碳中和愿景下中国二氧化碳管道发展战略

碳中和愿景下中国二氧化碳管道发展战略

摘要：中国在实现碳中和愿景下，对二氧化碳（CO2）捕集、利用与封存技术（CCUS）有巨大需求，而CO2运输是CCUS产业链的重要环节之一，因此必将依托于长距离的 CO2管道及其配套基础设施建设。由于中国CO2管道建设起步晚、规模小，相关技术与配套政策相对滞后，亟需对未来公共基础设施的CO2管网进行系统规划并开展相关技术攻关。为此，在分析中国CO2碳源和封存空间分布特点的基础上，基于规模化商业发展时序规律，提出了三阶段管道发展路径，并从管输工艺、安全评价、材料与设备、完整性等方面分析了中国CO2管输技术的发展现状，提出了相应的对策和建议。研究结果表明：①随着全球CCUS产业发展提速，CO2管道运输作为CCUS重要环节和基础设施，其建设将增速；②中国CO2排放源和封存空间地理分布不均，东、中部地区碳排放量占总排放量的65.8%，CO2驱油和地质封存是实现大规模CO2管道输送的主要需求。结论认为：①中国CO2管道三阶段发展路径为碳达峰前布局建设百万吨级超临界输送CO2管道示范项目，碳达峰后以盆地为中心构建区域千万吨级CO2管道运输网络架构，碳中和前构建区域间的干线管道，形成输送规模达到10×108t级，总里程约6×104km的国家输碳管网；②应开展CO2陆地、海洋管道全相态输送技术与装备攻关研究，完善国内管道输送技术链并推动管输行业法规体系不断健全，助力示范工程的落地实施。
新能源 2024年05月20日
氢键化学赋能高比能锂电池关键材料

氢键化学赋能高比能锂电池关键材料

摘要：机器人、无人机、电动汽车、智能电子设备的快速发展, 促进了高比能锂电池的迅猛发展. 然而, 高比能锂电池的关键材料面临着锂离子传导差、体积膨胀大、电极/界面不稳定、化学和结构稳定性差等重要挑战. 本综述从基础化学键的角度出发, 系统总结了氢键化学在高比能锂电池关键材料设计优化中的作用. 合理构建氢键网络结构可以提升正负极材料的化学稳定性和结构稳定性,缓解体积膨胀和提升电极/界面稳定性. 氢键可以调控电解液溶剂化结构, 增强聚合物电解质锂离子传输, 赋予聚合物电解质和粘结剂自修复功能并提升其机械性能. 最后, 指出了氢键在高比能锂电池中面临的挑战, 并对其未来的发展进行了展望.
新能源 2026年07月31日
铜单原子催化剂的制备及在电化学能源转化的应用

铜单原子催化剂的制备及在电化学能源转化的应用

摘要：电化学能源转化作为一种清洁高效的能源转化方式，是实现“双碳”目标的重要技术途径之一，而开发高性能催化剂，是提高电化学能源转化效率的关键手段。单原子催化剂兼具均相催化剂原子利用率高和非均相催化剂稳定易分离的优势， 在电催化能源转化领域展现出巨大的应用前景。铜（Cu）具有电导率高、 储量丰富、 环境友好的优势， 在电化学能源转化中占据重要地位。本文总结了 Cu单原子催化剂（SACs）的制备策略，如高温热解法、湿化学法、化学气相沉积法、电化学法等，介绍了该类材料在电催化 CO2还原反应（CO2RR）、氧还原反应（ORR）、电解水析氢反应（HER）及N2电化学还原（NRR）等电化学能源转化领域的研究进展和技术应用。最后，总结了Cu单原子在电催化领域所面临的挑战，并对其未来的应用前景进行展望。
新能源 2025年05月28日
太阳能驱动界面光热吸油材料的研究进展

太阳能驱动界面光热吸油材料的研究进展

摘要：油水分离技术被视为解决海上溢油问题的一种有前景的方法。在现有的技术中，基于界面光热转换效应的太阳能驱动原油吸附技术凭借低能耗和高效率而备受关注。本文综述了用于原油吸附的光热材料的最新进展。首先，概述了界面光热转换的机理。然后，总结了光热吸附剂的最新研究成果，重点介绍了其结构设计。最后，阐述了光热装置在原油吸附方面面临的挑战和机遇。
新能源 2025年09月18日
石墨烯纳米筛: 基础和应用研究

石墨烯纳米筛: 基础和应用研究

摘要：石墨烯纳米筛材料是当前科技前沿中一种新型二维多孔材料，其平面多孔结构有利于电解质离子的纵向传输，缩短了离子传输路径, 有效避免了传统石墨烯材料普遍存在的问题，如π-π堆叠造成活性面积低、纵向传输性能差、离子传输路径长和电解液不易浸润等，在能量存储与转换领域中表现出比传统石墨烯基材料更为优异的性能。本文综述了近几年来各种结构可定制、结构/组分复杂性高、形态可控制、电化学性能增强的石墨烯纳米筛材料的合理设计和合成的研究进展，着重讨论了石墨烯纳米筛的结构设计对能源存储与转换方面的性能影响，期望为高性能能源存储与转换方面进一步的创新工作提供参考。
新能源 2024年05月16日
固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展

固体氧化物燃料电池电解质材料研究进展

摘要：固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质作为离子传输的重要载体,直接决定着SOFC 的运行温度和电化学效率。根据SOFC 的运行温度电解质材料分为高温电解质(> 850℃)、中温电解质(650~850℃)和低温电解质(
新能源 2026年07月22日
车载高质量密度固态储氢材料研究进展

车载高质量密度固态储氢材料研究进展

摘要：高密度储氢是制约氢燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一，相较于高压气态和低温液态等储氢方式，固态储氢体积储氢密度高、安全性好，发展前景良好。分析和总结了燃料电池电动汽车的应用对车载固态储氢的技术要求，包括固态储氢材料的储氢密度、吸放氢动力学、热力学、可逆性、循环寿命、成本以及安全性等；介绍了氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物等高密度储氢材料的储氢原理及其优缺点，综述了纳米化改性、催化剂改性、元素掺杂改性和构筑复合储氢体系等改善高密度固态储氢材料性能方法，重点评述了采用不同改进措施的氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物的研究进展。通过分析对比不同体系以及不同改进措施下的固态储氢材料及其性能，总结出研发采用轻质多孔框架材料并配合高效轻质催化剂的复合材料，是改善固态储氢性能的有效途径。
新能源 2024年06月06日
废旧锂电池综合回收利用技术研究

废旧锂电池综合回收利用技术研究

摘要：为解决当前废旧磷酸铁锂电池造成的环境污染以及锂资源供不应求的问题，利用回收的废旧磷酸铁锂电池为原料，创新性地提出了一种双极膜的方法：酸浸所得Li2SO4经双极膜电渗析制备LiOH，进而获得精制Li2CO3，最终制成电池级LiFePO4正极材料。主要工艺包括磷酸铁锂电池破碎分选、黑粉浸出、料液除杂、磷酸铁以及磷酸铁锂的合成，从而获得Li2CO3、FePO4主产品及铝粒、铜粒等副产物，并通过合成再生技术，获得了符合GB/T30835-2014中Ⅰ级品标准的LiFePO4正极材料。所制备LiFePO4产品具有96%以上的首次库仑效率及94.5%以上的倍率性能。该工艺达到了节约LiFePO4生产成本、实现可再生资源回收利用的目的。
新能源 2025年08月25日