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。

电沉积CIGS太阳能电池吸收层的研究现状、问题及发展趋势

摘要:介绍了包括多步法、顺序沉积法以及一步法在内的几种用于制备太阳能电池的CuIn1−xGaxSe2(CIGS)吸收薄膜的电化学沉积技术,特别是基于水溶液体系、有机溶液体系下电化学沉积的研究进展,较为详尽地介绍了离子液体体系下电沉积CIGS前驱体膜的研究现状,并对其发展趋势进行了展望。

锰基锂离子电池材料界面调控策略的研究进展与挑战

摘要:锰基锂离子电池材料因其资源丰富和成本优势,成为实现规模化储能应用的关键候选体系。锰基锂离子电池材料的发展历经三个阶段:早期研究聚焦于材料本征缺陷的识别,如尖晶石结构的Jahn-Teller畸变、层状材料的氧流失问题,揭示了锰溶解和相变引发的循环衰减机制。当前研究重心转向界面工程策略,通过表面包覆、离子掺杂及异质结构设计等多重手段协同优化电极/电解质界面稳定性,显著提升了材料在高电压下的结构完整性。近期趋势表明,先进原位表征技术与理论计算的结合,正推动界面动态演变机制的深入解析。但仍存在关键挑战:全固态电池中界面阻抗的调控尚未突破,极端工况(高温/高倍率)下的长效稳定性不足,以及缺乏普适性的界面设计理论模型。未来的研究可致力于开发仿生自适应界面层以应对复杂电化学环境,融合机器学习优化多尺度界面设计,并探索高兼容性固态电解质体系,从而推动锰基材料在下一代高安全、高能量密度储能系统中的实际应用。

光电催化矿物材料的制备及应用研究进展

摘要:光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性,将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点,其在矿物利用的新兴领域受到了广泛关注。本文在限定了光电催化矿物材料研究是否属于矿物应用范畴的基础上,介绍了光电催化矿物材料包含的矿物组分及特征,提出了光电催化矿物材料的分类,并对光电催化矿物材料的制备方法及矿物增强光电催化活性的机制进行了讨论。最后,概述了光电催化矿物材料用于水中污染物治理、光电催化水分解产氢、CO2 能源化等领域的研究现状;指出应重点关注矿物本征光电属性、有效建立材料复合结构与效能的联系、明确材料矿物学属性影响光电催化的机制等问题,拓展光电催化矿物材料在新能源、化学品合成和矿物/微生物作用等领域的应用研究。

锂离子电池正极材料热稳定性研究

 摘 要:通过差示扫描量热法(DSC)系统研究了三元材料、电解液的热分解问题,分析了不同电位及电解液的添加量对三元材料热分解的影响。研究表明,三元材料热分解过程历经层状到尖晶石再到岩-盐相的结构转变,同时伴随着氧气的析出。Ni含量越高,电位越高,三元材料的热稳定性越差,热分解温度越低,热分解焓越大。对于高镍材料来说,其热稳定性与充电过程中的结构相变存在对应关系,在相变转折处热稳性出现明显差异。

金属硫化物氯化体系浸出研究及应用进展

摘要:氯化体系是一种常见的湿法冶金体系,具有化学活性强、反应速度快、浸出效率高等诸多优点而备受关注。鉴于金属硫化物结构稳定、氧化程度低的特性,氯化体系成为金属硫化物湿法提取金属元素研究中最典型的一种体系,具有广阔的应用前景。本文详细阐述了氯气、盐酸、氯盐−盐酸、氯酸钠、电氯化等氯化体系的浸出机理,重点介绍了镍、钴、铜、铅等重金属硫化物氯化浸出工艺的研究及应用进展,并展望了金属硫化物氯化体系浸出的发展前景。

硅基负极的研究进展及其产业化

摘要: 硅基负极材料因其高的比容量成为下一代锂离子电池负极研究的重点。通过概述硅基负极材料的研究进展,针对硅基材料在充放电过程中体积变化大、电池容量衰减快等缺点,从硅源的改性、硅碳复合材料的设计、氧化亚硅材料的改性等方面对其电化学性能进行提升; 针对硅基材料的产业化现状及其制约因素,介绍了陕煤研究院在核壳结构硅碳负极材料,包埋结构硅碳负极材料,凹陷结构硅碳负极材料方面的研究进展及其产业化成果,并对硅基材料的研究方向和产业化进展进行了展望。

氢储运技术的发展现状、挑战及未来方向

摘要:氢储运技术是氢能产业链中的一个至关重要的环节,可能成为未来新的百亿级产业。目前主流技术包括高压气态储氢、低温液态储氢和低压固态储氢,另外有机液态储氢也在应用示范阶段。文章总结了近年来氢储运技术的研发及应用进展,分析了面临的困难与挑战,展望了未来的研发方向。总体而言,氢储运技术发展前景广阔,但仍需在降低成本、提高效率、确保安全性和提高国产化率等方面不断突破,以推动氢能产业快速发展。