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“双碳”目标下我国新能源行业关键金属供应分析

“双碳”目标下我国新能源行业关键金属供应分析

摘要：风电、光伏发电等新能源行业是支撑实现“双碳”目标的关键领域，我国风电、光伏发电的装机规模居世界首位，保障关键金属材料供应、进行更精准的新兴固废管理具有重要意义。本文基于我国风电、光伏发电行业的历史数据和规划目标，设定了不同的发展情景；应用风电、光伏发电设备的寿命分布模型，评估了我国新能源行业关键金属的需求、废弃和供应情况；重点识别了银、铜、镓、银、钢铁、钕等金属的供应压力，为2060年前构建绿色低碳能源发展格局提供了基础支撑。在基准情景下，2035年的风电、光伏发电行业退役量分别为4.6 GW、28.3 GW；2035年、2060年的风电、光伏发电设备退役量（按质量计）分别为2.54×106 t、1.048×107 t。从我国新能源行业的关键金属供应压力来看，2030—2060 年，钢铁为低风险（≤5%），钕为中高风险（25%~50%），铜、银为高风险（50%~100%），镓、铟因需求峰值过高而被列为极度危险等级。改善新能源产业供应链的安全性和多样性，既需要确保金属矿产资源的可持续供应，也需要开展回收循环和高效利用；为此建议将风电、光伏发电退役设备按照废弃电器电子产品进行管理，将风电、光伏发电企业纳入《固定污染源排污许可分类管理名录》，加快完善分布式新能源固废回收体系，切实提高新兴固废回收技术水平。
新能源 2024年08月06日
锌离子电池的锌金属负极和电解液的研究进展

锌离子电池的锌金属负极和电解液的研究进展

摘要：水系锌离子电池作为一种二次电池，具有安全性好、成本低和能量密度高等优点，有望成为下一代能量存储系统的替代者。作为一种有前景的能量存储装置，水系锌离子电池在众多研究领域都取得了重大进展。但是，锌金属负极的腐蚀问题仍是阻碍其发展的关键因素，这严重削弱了锌离子电池在实际应用中的稳定性和使用寿命。因此，研究如何防止锌金属负极的腐蚀具有极大的应用价值。本文系统总结了水系锌离子电池关于锌金属负极腐蚀防护和电解液优化方面的研究进展，并对其未来进一步的应用前景进行了展望。
新能源 2025年11月19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
压电材料在固态金属二次电池中的研究进展

压电材料在固态金属二次电池中的研究进展

摘要： 固态金属二次电池虽然具有较高的能量密度和良好的安全性，但是当前普遍存在固态电解质离子电导率低、电极与固态电解质界面接触性差和金属负极枝晶生长等问题，这严重阻碍了其在大规模储能中的应用前景。压电材料能够实现机械能和电能的相互转换，具有极化产生内电场的特性，在固态电池中可以用于抑制空间电荷层、促进离子输运动力学、调控金属均匀沉积等。首先介绍了压电材料的基本概念、分类和工作原理，然后详细评述了近年来压电材料在固态金属二次电池中的研究现状，最后对压电材料应用于固态电池中存在的主要问题和未来发展前景进行了总结和展望。
新能源 2026年08月11日
二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

摘要： MXene是一种新型二维材料，具有导电性髙、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点，从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中，基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点，讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究，并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中，基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性，讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用，并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。
新能源 2024年10月29日
半透明钙钛矿太阳能电池的光物理特性调控

半透明钙钛矿太阳能电池的光物理特性调控

摘要：宽带隙半透明钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能高和光学透过率等特点，使其在光伏建筑一体化、叠层器件、可穿戴电子设备等领域有独特的应用优势。然而，由于光敏层带隙吸收损耗、功能层界面反射、电极折射率失配等原因，限制了光子在器件内部的吸收和转换，进而造成光学能量损耗，降低了光利用率。为了提升半透明钙钛矿太阳能电池的性能，需要深入研究光物理特性和光子传输路径，提高光电能量转换效率。本文针对半透明钙钛矿太阳能电池光物理特性的相关机制和调控策略进行系统性总结。首先，围绕光子的传播路径进行理论分析。然后，对围绕减缓光学损耗的光管理策略展开讨论。最后，对半透明钙钛矿太阳能电池当前的应用挑战和未来的发展研究方向进行了展望。
新能源 2026年06月12日
水系锌离子电池性能优化的研究进展

水系锌离子电池性能优化的研究进展

摘要：金属Zn是制备水系可充电电池的理想材料，同时，水系锌离子电池在大规模储能领域具有巨大的发展潜力。但金属 Zn作为电极材料还存在不可控的锌枝晶生长和副反应发生等问题，限制了锌离子电池的库仑效率，严重阻碍了锌基电池的实用化。鉴于此，本文阐述了近年来对水系锌离子电池性能优化策略的研究成果，并从人工保护层、引入添加剂、金属有机骨架（MOF）基作主体、沉积法、隔膜改性等方面对锌离子电池性能优化策略的研究进行分类总结，以期为广大研究者提供相关方面的理论指导。
新能源 2025年04月28日
质子交换膜燃料电池核心基材性能研究进展

质子交换膜燃料电池核心基材性能研究进展

摘要：由于对清洁能源的需求不断扩大，质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）作为一种环保、可靠的新能源电池装置越来越受关注。但是PEMFC现在还有很多问题亟待解决，比如：核心基础材料制造困难、催化剂稳定性低、电池气-液管理等问题。气体扩散层是PEMFC中最重要的部件之一，通常包含碳纸支撑层和微孔层。为了达到PEMFC高性能材料和电池运行的稳定性，本文综述了近年来气体扩散层制备、结构模拟、双极板制备、催化剂层制备以及气-液传输的研究，以期为PEMFC的未来发展提供参考。
新能源 2025年02月14日
固态电池关键材料体系发展研究

固态电池关键材料体系发展研究

摘要：固态电池技术是发展兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池的重要保证，当前全球主要国家及地区均在加快布局固态电池研发和产业化。本文从固态电池关键材料的技术体系、产业体系和支撑体系3 个方面着手，综述了国际固态电池关键材料体系的发展现状，分析了美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的固态电池技术发展路径、产业规模和支撑体系建设情况，梳理了我国固态电池关键材料体系的发展现状并提出了发展目标。研究发现，我国固态电池正处于推广发展期，在关键原材料、关键科学技术瓶颈突破、规模化量产及产业化应用等方面面临挑战。研究建议，坚持分步发展固态电池的总体策略，设立国家级固态电池发展规划和重大科技专项，推动固态电池技术研发机构建设，促进固态电池市场化应用及产业转型，优化固态电池生态环境建设，实现我国固态电池产业领跑世界。
新能源 2024年08月06日
有机太阳能电池溶剂退火表征技术研究进展

有机太阳能电池溶剂退火表征技术研究进展

摘要：有机太阳能电池(organic solar cells, OSCs)因其成本低及其轻量化和可调性等显著优势成为一项重要的绿色能源技术. OSCs活性层的形貌调节和结晶度关乎器件性能的优劣. 因此, 人们提出了各种优化形貌和调节结晶度的后处理策略, 如热退火(TA)、溶剂退火(SVA)、添加剂等. 但是添加剂较差的相容性会影响器件性能. TA和SVA都作为目前流行的后处理策略, 热退火是通过加热给分子提供驱动力, 进而对活性层表面形貌进行优化.而与热退火不同的是, 溶剂蒸气退火能够渗透进薄膜内部为分子运动提供自由体积, 因其操作简单和调控手段灵活等优势而引起了人们的兴趣. 然而, 由于溶剂蒸气对OSCs活性层的影响机制还不明确, 这抑制了SVA的发展. 因此, 本文总结了目前被广泛应用的几种动力学表征技术和装置, 包括拉曼荧光光谱(PL)、紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)、掠入射广角X射线散射(GIWAXS)和掠入射小角X射线散射(GISAXS)等, 研究人员可以通过这一综述全面了解SVA的动态过程, 从而有可能提高器件性能. 最后, 展望了SVA表征技术在OSCs中面临的挑战和未来发展方向.
新能源 2025年08月05日