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高能量密度无负极锂金属电池研究进展

高能量密度无负极锂金属电池研究进展

摘要：随着便携式电子设备和电动汽车的发展，传统锂离子电池能量密度接近理论极限，对于具有高能量密度的锂金属电池研究再度受到关注。然而，锂的高反应活性导致使用过量锂时安全风险增加且能量密度降低，无负极锂金属电池（anode-free lithium metal batteries，AF-LMBs）应运而生，其具有高能量密度和最低氧化还原电位，但循环寿命差，活性材料有限且界面反应复杂。提高AF-LMBs 的循环稳定性是实现高能量密度储能系统应用的关键。本文综述了AF-LMBs的发展历程，并从锂枝晶、电解液稳定性、固体电解质界面（solid electrolyte interface，SEI）和集流体四方面深入分析了AF-LMBs 目前面临的挑战，这些因素共同影响AF-LMBs 的循环稳定性、安全性以及能量密度。最后指出未来研究方向应集中在电解液配方优化、人工SEI 层设计以及集流体材料与结构改进，同时关注电池体积能量密度，以满足实际应用中对紧凑高效储能系统的需求，从而推动AF-LMBs 的商业化进程。
新能源 2026年05月11日
储能钠电池技术发展的挑战与思考

储能钠电池技术发展的挑战与思考

摘要：储能安全是国家能源安全的重要方面，是国民经济发展的重要支撑，对国家安全、可持续发展以及社会稳定具有重要的影响。钠电池技术兼具高功率密度、高能量密度、低成本以及高安全性等优势，成为一类重要的大规模储能技术。本文重点介绍了包括钠硫电池和钠-金属氯化物电池等在内的典型钠电池体系的技术优势和应用场景，并通过分析钠电池技术在国内外的发展与应用现状提出了我国钠电池技术可能的发展方向并给出了相应的建议，包括支持储能钠电池相关材料科学的研究和工程化技术攻关、推动储能钠电池相关上下游产业的聚集发展、建立健全储能钠电池的相关标准和性能评价平台等措施，以提升我国储能钠电池技术的研发水平和技术成熟度，为我国的能源安全建设带来新的可靠选择。
新能源 2024年05月14日
石榴石型固体电解质体系：离子输运性能调控及其全固态电池研究进展

石榴石型固体电解质体系：离子输运性能调控及其全固态电池研究进展

摘要：全固态锂电池采用固体电解质取代液态电解质，使其具有更高安全性，且有望进一步提高电池的能量密度。而在众多固体电解质中，具有石榴石型结构的立方相Li7La3Zr2O12(LLZO)及其元素掺杂产物由于室温离子电导率较高、电化学窗口较宽、与锂金属稳定等优点，最有可能应用于全固态锂电池中。本文对LLZO 的物相及晶体结构、制备方法、锂离子电导率的提升策略以及其所组装的全固态锂电池等方面进行了详细介绍，并预测了LLZO固体电解质材料进一步提升锂离子电导率的潜在可能以及LLZO所装配的全固态锂电池的发展方向。
新能源 2025年03月18日
储能钠硫电池的工程化研究进展与展望——提高电池安全性的材料与结构设计

储能钠硫电池的工程化研究进展与展望——提高电池安全性的材料与结构设计

摘要：钠硫电池作为一种重要的储能技术，已在全球储能市场拥有GW·h级的装机容量，然而其安全问题一直倍受关注，成为制约其产业大规模发展的一大要素。本文首先介绍储能钠硫电池的结构、工作原理及其工程化发展现状，再针对高温钠硫电池应用中存在的安全隐患问题，从电池的电芯层面到模组层面，提出提高钠硫电池安全性能的解决策略。着重综述了基于固体电解质增韧、降低固体电解质局部电流密度、增强封接材料的热机械稳定性、电芯外壳防腐蚀、电池保温箱热管理与火源阻隔等安全策略的材料和结构设计方面的研发进展，最后对高安全性钠硫电池未来在低温化和液流化的研发方向作出设想和展望。
新能源 2024年05月05日
钠离子电池的机遇与挑战

钠离子电池的机遇与挑战

摘要：随着新能源汽车的快速发展和大规模储能的应用，锂离子电池面临资源短缺及价格波动等市场风险。相比之下，钠离子电池因其资源丰富等优势而迎来了全新的发展机遇，有望在大规模电化学储能和低速电动汽车领域与锂离子电池形成互补。然而，尽管钠离子电池研究热度呈爆发式增长，商业化步伐在国内外已经起步，具备了一定的市场和技术条件，但与成熟的锂离子电池体系相比，依旧存在诸多挑战。本文主要从商业化角度出发，简要概述了钠离子电池的发展历史与产业现状。基于现有的储钠电极材料体系，重点分析了当前钠离子电池关键的正/负极材料、成本及应用前景。最后，对未来的发展机遇与挑战进行了展望，旨在为钠离子电池产业的进一步发展提供参考。
新能源 2026年04月30日
“蛋黄蛋壳”结构纳米电极材料设计及在锂/钠离子/锂硫电池中的应用

“蛋黄蛋壳”结构纳米电极材料设计及在锂/钠离子/锂硫电池中的应用

摘要：“蛋黄蛋壳”结构纳米材料,具有易于调控的“蛋黄”、“蛋壳”和“空腔”结构,可视作“纳米反应器”,在催化、储能等领域表现出显著的应用潜力。尤其在电化学能源存储和转换方面,该结构纳米电极具有大的比表面积和独特的核壳结构,在充放电过程中可缓解电极的体积变化,提供快速的离子/电子输运通道,强化中间产物的吸附和提升转换反应效率等,能显著提高电极稳定性、倍率性能和循环性能,是一类较为理想的电极材料。本文针对“蛋黄蛋壳”结构纳米电极在锂/ 钠离子电池、锂硫电池等新兴二次电池领域的实际应用,总结了具有该结构纳米电极的设计与合成策略,包括:模板法、奥斯特瓦尔德熟化、电化学置换、克肯达尔效应等,评述了各种策略的优缺点以及电极材料的应用进展,最后对该类材料在锂/钠体系及锂硫电池二次电池方面的研究与应用前景进行了展望。
新能源 2024年05月07日
光伏玻璃表面功能膜的研究进展

光伏玻璃表面功能膜的研究进展

摘要：光伏玻璃透光率是影响太阳能电池效率的重要因素。在光伏玻璃表面覆功能膜不仅可以提高透光率，还能一定程度上减少在太阳能电池使用过程中由于表面积尘造成的透光率损失。介绍了3 种玻璃表面功能膜（增透膜、防尘膜、自清洁膜）的作用原理，归纳了近年来实验室与工业研究中功能膜设计与制备的研究进展，梳理了各类膜层结构、成分与性能之间的关系，讨论了现有制膜技术中常见的问题、膜层设计与应用过程中的注意事项等。
新能源 2025年03月03日
基于氧化物固态电解质的储能钠电池的研究进展

基于氧化物固态电解质的储能钠电池的研究进展

摘要：规模储能是碳中和多能互补生态系统中的关键一环，是连接清洁能源和智能电网的桥梁，是保障国家能源安全的重要举措，其中先进的二次电池是关键的核心技术。由于兼顾高功率密度、资源丰富等优势，基于氧化物固态电解质的钠电池(OSSBs)，尤其是以液态金属钠为负极的体系，已成为最有发展潜力和应用价值的规模储能技术之一。但是，目前的OSSBs在长循环稳定性、安全性和成本方面仍存在不足，阻碍其实际广泛应用。重要的是，如何在降低成本的同时，实现OSSBs中表界面电化学行为的有效调控及对储能性能的提升已经成为目前研究的重点。本文重点介绍了近年来OSSBs的研究进展，主要针对钠-硫电池和钠-金属氯化物电池等在内的典型体系，从OSSBs成本控制、运行温度降低以及应用可靠性优化等几个关键方面分析了国内外的发展，进而提出了对储能钠电池的未来展望。
新能源 2024年05月05日
MXene储氢：理论与实验研究结果及未来展望

MXene储氢：理论与实验研究结果及未来展望

摘要：【目的】为了探讨氢能源的高效应用和存储安全，研究二维材料MXene在储氢中的理论和实验研究成果。【研究现状】综述MXene结构和储氢应用、理论研究成果和实验研究结果，MXene具有表面化学性质可调节、结构灵活和比表面积高的特点；概括单层和多层MXene储氢的理论研究成果，强调过渡金属元素和表面官能团在优化氢吸附能力中的作用；总结MXene储氢的实验研究结果，展示MXene在低温下和接近室温条件下储氢的潜力；理论预测与实验结果的比较分析强调进一步实验验证和计算优化的必要性。【结论与展望】提出为了提升MXene储氢性能，应关注缺陷工程、层间距优化和机器学习辅助筛选，以提升MXene作为氢储存材料的实用性。
新能源 2026年04月24日
真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

摘要：钙钛矿太阳能电池器件因其优异的材料性能已经取得最高25.7 %的光电转换效率。常见的钙钛矿薄膜的制备方法分为溶液法和真空蒸镀法。其中真空蒸镀法凭借其无溶剂化的特点，具有环境污染小、膜层致密性高、生产效率高，以及较为容易实现大面积连续化高通量制备等优点，在钙钛矿太阳能电池器件制备领域具有独特优势。针对真空蒸镀法制备高质量钙钛矿薄膜的技术，对真空蒸镀的基本工作原理及应用于钙钛矿薄膜制备的真空设备系统进行介绍，并以钙钛矿太阳能电池光电转换效率为切入点，介绍基于真空蒸镀技术制备钙钛矿太阳能电池器件及优化其光电转换效率的研究进展。探究真空蒸镀设备改进策略（温控系统和蒸发源设置）、蒸镀工艺条件（投料量、蒸镀距离、蒸镀时间、室体内压力、薄膜退火温度及时间）、基底材料极性对钙钛矿薄膜结晶度和晶粒尺寸的影响因素，为采用真空蒸镀技术制备具有高光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件提供重要的理论基础及研究思路。最后，总结真空蒸镀钙钛矿太阳能电池的工艺流程，从降低生产成本与提高生产效率的角度出发，提出连续化生产钙钛矿太阳能电池的构想，并对其商业化发展方向进行展望。
新能源 2024年05月06日