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锂离子电池三元层状氧化物正极材料的研究进展

锂离子电池三元层状氧化物正极材料的研究进展

摘要: 锂离子电池被认为是实现动力电池规模化应用的最有前途的储能体系之一。但是传统锂离子电池的能量密度、功率密度及安全性等方面还无法满足电动汽车规模化发展的需求。正极材料作为锂离子电池中唯一提供锂离子的材料，其性能好坏直接影响了锂离子电池的性能。因此，开发兼具高能量密度、高功率密度、高安全性且价格低廉的正极材料极为重要。三元层状过渡金属氧化物正极材料因具有理论容量高、造价低、毒性低等优点被认为是下一代锂离子电池最具潜力的正极材料。但是，在高电压下却存在循环不稳定、倍率性能差及存储性能差等问题，制约了其在电动汽车上的广泛应用。元素掺杂和表面包覆等改性策略能有效克服三元材料存在的缺陷，提高三元正极材料的性能，一直是锂离子电池正极材料领域的重要研究方向。本文简述了常见的几种正极材料，着重介绍了三元层状过渡金属氧化物正极材料的优缺点和改性进展。
新能源 2025年02月11日
钠离子电池隧道型氧化物正极材料研究进展

钠离子电池隧道型氧化物正极材料研究进展

摘要：钠离子电池（SIBs）凭借其资源循环性和成本优势表现出强大的商业化应用前景。钠离子电池正极材料中的隧道型氧化物具有独特的三维隧道结构，使得Na在充放电过程中能够更加灵敏地脱出和嵌人，这种隧道型氧化物具有优异的循环稳定性，可以充分发挥材料的电化学性能，因而得到广泛关注。本文针对钠离子电池隧道型氧化物正极材料的制备方法及应用进行阐述，并对隧道型氧化物正极材料的掺杂和包覆改性进行介绍，总结了隧道型氧化物正极材料的优缺点，并针对隧道型氧化物的不足提出建议，对未来的研发方向做出展望。
新能源 2025年04月29日
钼及钼合金在核领域应用研究现状与展望

钼及钼合金在核领域应用研究现状与展望

摘要:核能系统苛刻的服役环境对核用材料提出了极高的要求。钼及钼合金因其优异的高温力学性能、较低的热膨胀系数、良好的导热性与液态金属相容性以及相对低的中子捕获界面，使其成为满足新一代核能技术发展的重要候选材料。本文综述了几种典型的钼和钼合金的力学性能及其在核反应堆环境下的应用、抗腐蚀性能和抗辐照性能研究现状，展望了本领域需要进一步关注的热点问题，期望为满足核领域不同用途钼及钼合金的成分、组织、性能设计研究提供思路。
新能源 2024年05月05日
机器学习原子间势分子动力学模拟在电化学储能材料研究中的应用进展

机器学习原子间势分子动力学模拟在电化学储能材料研究中的应用进展

摘要: 电化学储能材料研究领域对分子模拟有着切实的需求, 而经典分子动力学和从头算分子动力学模拟因无法兼顾精度和效率的问题限制了分子模拟的广泛应用。近年来, 基于机器学习方法构建原子间势模型得到了快速的发展, 机器学习原子间势分子动力学模拟可以兼顾经典分子动力学模拟的计算效率和从头算分子动力学模拟的准确性。为了更好地呈现机器学习原子间势分子动力学模拟技术在电化学储能材料研究领域的应用进展和前景, 重点介绍了其在固体电解质、电解液、电极/电解质(液)界面等研究领域的应用, 并总结了材料领域机器学习原子间势及其分子动力学模拟所存在的挑战和机遇。
新能源 2026年05月25日
2023年镁基储氢材料研究热点回眸

2023年镁基储氢材料研究热点回眸

摘要：2023年，镁基储氢材料及其固态储运氢技术研发与应用发展迅猛，热点频现，出现了诸多显著成果。在材料设计开发方面，通过多种改性手段有效改善了镁基储氢材料的热/动力学性能，实现了材料在近室温条件下吸氢，200℃以下放氢，循环寿命也在不断提升。在工程应用方面，全球首台吨级镁基固态储运氢车问世，多个示范应用项目与材料生产线开始落地建设。社会各界都在关注并积极推动镁基储氢材料与系统的研发，努力探索潜在的产业应用。根据镁基储氢材料的催化改性、纳米化改性、合金化改性、系统装置开发和示范应用五大方向，总结了2023年国内外镁基储氢材料的重要进展，探讨了镁基储氢材料在氢储运、氢储能和固体氧化物燃料电池发电等领域的应用场景，展望了镁基储氢材料在2024年所面临的机遇与挑战。
新能源 2025年01月24日
燃料电池金属双极板表面改性技术综述

燃料电池金属双极板表面改性技术综述

摘要：文章从耐腐蚀性、导电性的角度，概述了燃料电池金属双极板的性能要求、表面改性涂层材料和改性加工方式，重点介绍了不同涂层材料表面改性的特点，及对金属双极板性能的影响，为燃料电池双极板的后续发展提供参考。
新能源 2024年11月29日
能源新技术新兴产业发展动态与2035战略对策

能源新技术新兴产业发展动态与2035战略对策

摘要：技术创新深刻影响着全球能源工业的转型发展，发展能源领域新兴产业是立足我国国情现实，满足国家重大战略需求，实现技术创新驱动能源产业发展的需要。本文界定的“能源新技术”不仅涉及可再生能源和核能领域，而且涵盖非常规油气资源开发、传统化石能源的清洁高效转化与利用、能源传输以及终端用能等领域，是具有突破性或颠覆性的能源开发利用技术。
新能源 2024年01月08日
磷酸锰铁锂正极材料的第一性原理研究

磷酸锰铁锂正极材料的第一性原理研究

摘要：磷酸锰铁锂(LiMn1−xFexPO4, LMFP)具有高能量密度、低成本、高安全等优势，是新一代锂电正极材料。目前LMFP处于产业化前夕，其面临的主要问题包括电子电导率偏低、倍率性能不足以及对高温的敏感性等问题，铁掺杂量(x，摩尔分数)的优化对于改善以上问题至关重要。但是常规实验方法对铁掺杂量的研究受限于实际条件，很难准确调控单因素变量，导致研究结果通常重复性差，无法确定最佳的铁掺杂量。本文从第一性原理出发，通过对原子结构的密度泛函理论DFT计算，得到不同铁掺杂量下LMFP的晶格常数、形成能、脱/嵌锂电位、扩散势垒和能带结构等参数，方法可靠。通过对以上参数的对比分析，确定了最佳铁掺杂量范围。结果表明：最佳铁掺杂量x 取值范围在0.2~0.4 之间，此时LMFP的结构稳定性最好，同时又可以保持较高的能量密度。磷酸铁锂(LiFePO4, LFP)和LMFP不易形成完全固溶体；LFP的扩散势垒最低，为0.506 eV，说明在LFP 中掺杂锰增加了锂离子的扩散难度。同时计算得到的结构参数也为LMFP后续的实验研究提供了有力的微观结构理论依据。
新能源 2026年02月27日
钠离子电池负极材料的储钠机制及性能研究进展

钠离子电池负极材料的储钠机制及性能研究进展

摘要：绿色能源的应用，促使着电化学储能与转换技术的飞速发展。锂离子电池作为储能领域最成功的二次离子电池之一，已被应用于各种电子产品中，但是由于锂资源短缺造成锂离子电池的成本增加，限制了其在大规模储能设备领域的应用。因此，寻找价格低廉、性能优异的二次离子电池是当下的研究热门之一。钠离子电池不仅拥有和锂离子电池相似的工作原理，而且还具有成本低、资源丰度大和可逆容量高的特点，有望成功地代替锂离子电池而应用于商业化生产。本工作主要综述了钠离子电池负极材料的性能研究进展，首先根据钠离子在负极材料存储方式不同，分析归纳了负极材料的插层反应、合金化反应和转换反应三种储钠机制，然后介绍了负极材料的结构修改、元素掺杂和材料复合三种改性方式，随后重点介绍了碳基材料、钛基材料、合金类材料、转换类材料和有机材料等几种关键的钠离子电池负极材料的电化学性能和所面临的问题，最后，以实际生产和工业应用为基础，展望了钠离子电池负极材料的研究方向。要点：(1) 介绍了钠离子电池负极材料的储钠机制。(2) 分析归纳了钠离子电池负极材料的改性方式。(3) 总结了目前常用的钠离子电池负极材料的电化学性能和所面临的问题，并提出解决思路。
新能源 2024年05月04日
氢能运输方式与技术发展现状及挑战

氢能运输方式与技术发展现状及挑战

摘要：在能源结构转型及新能源革命的背景下，氢能由于具有清洁高效、来源丰富及用途广泛等优点，得到广泛的重视与发展。作为连接氢能供应端和需求端的核心纽带，氢能运输是氢能规模化及商业化应用的关键环节。构建成熟的氢能运输技术体系并完善相关基础设备设施建设，是氢能产业发展亟须解决的关键核心问题。基于此，文章综述了氢能运输发展的现状，明确了管道运输在氢能运输技术中的突出作用，在此基础上总结提炼了氢能运输发展所面临的关键科学与技术问题，并从材料、工艺、设备、风险评估、标准规范制定及战略发展规划等方面对未来氢能运输的发展提出了相关建议。
新能源 2026年04月02日