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PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

PVDF基储能电介质的设计及性能调控相关进展

摘要： 聚合物基介电电容器因具有击穿场强高、介电损耗低、自愈性好以及良好的可加工性等优势，成为了电子电力系统中重要的储能元器件。然而，聚合物的相对介电常数和放电能量密度较低，极大地限制了聚合物基固态电容器向小型化方向发展。因此，提高聚合物相对介电常数，研发高放电能量密度和高储能效率的聚合物基电容器成为了迫切需求。聚偏二氟乙烯（PVDF）以其良好的介电性能和较高的放电能量密度成为研究的热点。本文从电介质的储能原理出发，综述了近年来PVDF 基纳米复合电介质材料的设计及其性能调控的主要方案：(1) 聚合物+无机高介电纳米填料；(2) 聚合物+无机低介电纳米填料；(3) 聚合物+金属纳米粒子。本文为进一步提高聚合物基电介质的储能性能提供了重要参考。
新能源 2026年01月17日
载运工具用燃料电池空气压缩机技术综述

载运工具用燃料电池空气压缩机技术综述

摘要:从性能需求与技术现状等角度,综述了载运工具用燃料电池空气压缩机的研究进展,总结了离心式空气压缩机的关键部件参数优化设计、机电耦合控制、加工制造和性能测试等技术,并展望了燃料电池空气压缩机技术未来的发展方向.研究结果表明:燃料电池空气压缩机需满足大流量与快速响应等要求;当前,两级离心式空气压缩机流量与压力等特性可满足5~350kW 燃料电池系统供氧需求,最高转速可达1.0×105r•min-1,零转速到怠速的响应时间为秒级;叶轮、扩压器、箔片气体动压轴承等关键部件的参数可采用优化算法进行设计以提高空气压缩机气动性能;为降低驱动电机的转速与转矩波动,离心式空气压缩机机电耦合控制可采用电流环解耦控制和无传感控制等方法以提高空气压缩机的动态响应能力;为保证离心式空气压缩机高速运转下的气动性能和系统稳定性,高精度三元叶轮加工主要通过五轴数控机床铣削实现,箔片气体动压轴承的涂层常采用固体润滑与等离子喷射工艺;燃料电池空气压缩机还需开展流量、压比、效率等特性与启停、寿命等耐久性的指标测试以综合评价其性能;目前,空气压缩机气动性能测试标准与试验方法较为完备,但耐久性相关的测试和评价方法还需进一步完善;未来,随着对可持续交通解决方案需求的不断增长,载运工具用燃料电池空气压缩机技术将朝着集成轻量化与智能化等方向发展.
新能源 2026年04月09日
锂离子电池硅合金负极材料的研究进展

锂离子电池硅合金负极材料的研究进展

摘要：锂离子电池（LIBs）作为一种二次可充电电池，由于其平均输出电压高、能量密度大、自放电性低以及无记忆效应等优势而被广泛应用于3C电子产品、商业储能电站以及新能源动力交通工具等领域。日前LIBs中的石墨负极材料已经被开发接近其理论比容量极限（372mAh·g-1)，亟需寻找高容量负极材料。半导体硅（Si)材料由于极高的比容量、合适的脱/嵌锂电位以及丰富的储量等众多优势被认为是当下最有潜力的负极材料之一。但硅负极材料也面临较大的体积膨胀、导电性差等诸多挑战，阻碍了其进一步商业化应用。针对Si负极存在的问题，Si合金负极是通过引人合金化元素来改善Si的导电性并作为缓冲相来抑制Si的体积膨胀，从而实现Si合金负极电化学性能的提升。根据组元数日将Si合金分为二元、三元以及多元体系，综述了其作为LIBs负极方面的研究进展，着重分析Si合金化策略对于电化学性能的影响以及机制研究，总结并展望Si合金负极新材料及未来改性技术，期待加快高能密度锂离子电池Si合金负极的商业化应用。
新能源 2025年05月07日
核电站堆内构件用奥氏体不锈钢冷拉棒材的研制

核电站堆内构件用奥氏体不锈钢冷拉棒材的研制

摘要：核电站堆内构件用奥氏体不锈钢对材料的纯净度、晶粒度、耐腐蚀性及力学性能要求极其严格，质量稳定的材料对核电站的安全运行至关重要。通过对316不锈钢设计合理的化学成分（质量分数/%：0.045C、0.06N、17.00Cr、2.50Mo、12.50Ni、1.80Mn）；采用三元预熔渣重熔冶炼提升钢液纯净度，低熔速减少冶炼偏析；锻造+轧制联合开坯；依据材料规格控制固溶保温时间；精确控制冷拉变形量2 mm。成功研制出堆内构件用奥氏体不锈钢SA-479 316（N-60-6）冷拉棒材。其非金属夹杂物A、B、C、D类粗系、细系单项均≤1.0级，晶粒度达到5级，晶间腐蚀合格，室温拉伸屈服强度479~545 MPa，350℃高温拉伸强度515~575 MPa，满足堆内构件用冷拉棒材使用要求。
新能源 2024年08月19日
高镍三元材料的研究进展

高镍三元材料的研究进展

摘要：高镍LiNixCoyMn/Al1-x-yO2 三元材料（高镍材料）因比容量高、能量密度大而成为最具前景的高能量密度锂电池正极材料之一。然而，随着Ni 含量提升，高镍材料的结构、化学和机械稳定性逐渐恶化，严重限制了其产业化安全应用。鉴于此，本文首先对当前高镍材料的合成方法（固相法、溶解凝胶法、水热法、喷雾干燥法及共沉淀法）进行了综述。随后，总结了高镍材料合成、储存及使用过程中的关键失效机制，包括离子混排与不可逆相变、表面残碱与界面副反应、应力诱导微裂纹及过渡金属溶解等，并对其形成原因及演变过程进行了深入剖析；系统总结了高镍材料的主要改性方法，如离子掺杂、表面包覆、核壳/梯度材料设计及单晶材料设计等。最后，对高镍材料的未来发展及改进方向进行了展望。本文通过系统总结高镍材料的研究进展和不足，旨在为高能量密度型高镍材料的产业化制备及安全应用提供理论参考。
新能源 2024年12月24日
固态锂金属电池复合电解质的研究进展及展望

固态锂金属电池复合电解质的研究进展及展望

摘要： 基于固体电解质（SSE）的固态锂金属电池可以同时实现电池的高能量密度和高安全性而成为储能领域的研究热点。固体电解质主要包括聚合物固体电解质和无机固体电解质两大类。聚合物固体电解质柔性好、成本低其易加工，但其室温电导率通常较低；无机固体电解质室温电导率较高，但其制备工艺复杂、 成本较高， 而且其硬度较大导致与电极界面相容性差。发展有机-无机复合固体电解质可以有效综合两者的优势，因此被认为是最有大规模实际应用前景的材料之一。科研工作者提出了多种复合固体电解质结构设计的有效策略，主要包括低维无机填料改性、三维无机填料改性以及电解质多层复合。同时，为了实现高能量密度固态电池的构建，固体电解质超薄结构设计是必然选择。综述了近些年来有机-无机复合固体电解质的研究进展，重点阐述复合固体电解质的结构设计及其电化学性能，并对其未来发展方向进行了展望。
新能源 2024年11月04日
废旧锂离子电池预处理及电解液回收技术研究现状

废旧锂离子电池预处理及电解液回收技术研究现状

摘要：新能源产业的快速发展带动了锂电池行业的快速增长，锂离子电池作为市场占比最高的动力电池类型，已广泛应用于各个行业，但随着电池性能衰减，在可预见的回收周期内将面临废旧电池回收及处理问题。简述了常见锂离子电池类型及结构，介绍了废旧锂离子电池不同的回收方法。针对目前国内外研究现状，重点阐述了废旧锂离子电池预处理工艺和电解液回收处理技术，总结了预处理工艺和电解液回收处理技术的研究进展，对不同方法适用性及特点进行讨论，并对废旧锂离子电池回收行业前景及发展方向进行展望。
新能源 2025年02月24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
烧结钕铁硼磁体矫顽力提升技术研究进展

烧结钕铁硼磁体矫顽力提升技术研究进展

摘要：烧结钕铁硼永磁材料受矫顽力影响，热稳定性较差，在高温工作环境下易退磁，进一步影响磁体的服役特性。因此，行业内对于如何提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力研究成为现阶段的重点工作， 目前，通过合金化、晶粒细化、晶界掺杂和晶界扩散等技术可以显著提高钕铁硼磁体的矫顽力。基于以上背景，本文详细阐述了矫顽力的影响机理以及矫顽力提升技术的发展现状，系统分析了各工艺的优缺点，然后重点讨论了晶界扩散技术通过优化晶界相、 增强各向异性场、 增强退磁耦合作用来提高矫顽力的机制，并进一步归纳总结了影响晶界扩散的因素。最后，对未来中国烧结钕铁硼磁体矫顽力提升技术的发展趋势进行了展望，以期望促进中国烧结钕铁硼技术的发展。
新能源 2026年01月19日
海水直接电解制氢体系阴极碱垢的形成机制及抑制策略

海水直接电解制氢体系阴极碱垢的形成机制及抑制策略

摘要：氢能是未来能源的理想载体，传统的化石燃料重整制氢方式不能从根本上解决碳排放问题，海水直接电解制氢是未来极具发展前景的新型制氢方式。相比于传统基于纯水的电解制氢技术，天然海水在成分上更复杂，电解过程中发生的副反应更多，对电极材料、电解槽结构设计等提出了更高要求。阳极析氯反应（CER）及阴极钙镁离子沉淀反应是海水直接电解技术面临的两大挑战。近年来已有大量文献报道CER的发生机理及抑制方法。相比之下，针对阴极钙镁离子沉积问题的机制及抑制策略讨论较少。在实际电解制氢过程中，阴极表面因钙镁离子沉积导致的电极传质阻力增大、电解效率降低等问题需重点关注。为此，本文从电极表面钙镁离子沉淀的形成机制出发，介绍了直接电解海水制氢的基本原理、面临的挑战，并对近年来针对阴极无机沉淀的抑制策略的研究进行了总结。最后，本文对未来海水直接电解制氢的研究方向进行了展望。
新能源 2026年04月10日