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薄膜固态电解质在钠离子固态电池中的应用进展

薄膜固态电解质在钠离子固态电池中的应用进展

摘要：随着全球能源结构转型加速，开发高安全、低成本、可持续发展的储能技术成为迫切需求。钠离子电池因钠资源丰富、成本低廉及宽温区适应性等优势，被视为下一代储能体系的重要候选者，但其仍面临体积能量密度低、循环寿命不足及钠枝晶生长等瓶颈。薄膜固态电解质通过替代液态电解液，可显著提升电池安全性、抑制枝晶生长并提高能量密度，成为解决上述问题的关键路径。系统综述了薄膜固态电解质在钠离子固态电池中的最新研究进展，从离子传输机制出发，对比分析了固态电解质与传统液态体系的差异；深入探讨了钠离子特性、界面兼容性及材料设计中的关键挑战；分类评述了氧化物、硫化物、卤化物及有机－无机复合电解质的性能优化策略。研究结果表明，NASICON型氧化物电解质通过元素掺杂可显著提升离子电导率（达5.27ms/cm），硫化物电解质（如Na3PS4）展现高室温离子电导率（32ms/cm），而有机－无机复合材料兼具柔韧性与低成本优势。然而，薄膜固态电解质的实际应用仍受限于离子迁移速率低、界面阻抗高及制备工艺复杂等挑战。未来需通过元素掺杂、界面工程、新型材料开发（如金属玻璃型、碳基材料）及规模化制备工艺优化，推动薄膜固态电解质在钠离子电池中的商业化应用，为实现高效、安全、可持续的储能技术提供重要支撑。
新能源 2026年09月07日
储氢技术研究现状及进展

储氢技术研究现状及进展

摘要：储氢环节是连接氢生产到应用的桥梁，也是高效利用氢能的基础。高压气态储氢技术最成熟、应用最广泛，研制轻质、高压、耐腐蚀性强、稳定性好的储氢容器将是未来高压储氢的研发热点。固态储氢是利用固体材料吸附方式实现氢的存储，主要包括金属材料、复合氢化物、碳基材料、有机框架储氢材料、无机多孔储氢材料等。从储能密度角度看，低温液态储氢是一种十分理想的储氢方式，但也存在能量损失大、成本高昂等问题。有机液态储氢具有储氢密度大、安全性好、载体可循环使用等显著优点，被认为是最有希望实现大批量、远距离氢储运的重要方式之一，甲基环己烷(MCH)、二苄基甲苯(DBT)、N-乙基咔唑(NEC)、甲醇/甲酸等是当前有机物储氢介质的研究热点且具有商业化前景。目前有机液态储氢还存在脱氢效率低、能耗大、氢纯度不足等问题，大部分技术仍处于研究或初期示范阶段。短期内高压气态储氢仍是储氢方式的主流选择。中期内发展的重点是有机液态储氢和固态储氢，低温液态储氢主要应用在大批量、长距离的特殊储运场景。长期来看，融合多种储氢方式的优点，开发集成式耦合储氢技术是未来发展的关键，高效、长寿命、经济性好的储氢介质/催化剂体系是未来储氢技术的研究重点。
新能源 2024年10月28日
柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成

柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成

摘要：在能源匮乏、环境污染严重的今天，研发可循环利用、环境友好的新型能源材料与器件具有重要意义。热电材料可直接实现热能与电能的相互转换，为解决这一问题提供了新的途径。特别是，近年来由于柔性热电器件展现出自供电、可穿戴等优势，受到了人们的高度重视。本工作通过引入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基底，利用单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotube，SWCNT)/Bi2Te3热电复合薄膜材料优异的热电性能和柔韧性，设计制作了一种可拉伸变形的三维拱形结构的微型热电发电器件。该器件充分利用薄膜材料面内最佳热电性能方向，通过器件内外温差获得热-电性能转换，在电极两端产生电势差，实现发电。该微型柔性热电器件在温差为4 K时，输出电压为4.8mV，最大输出功率达2.6×10-9 W，功率密度为3.9×10-9 W/cm2，器件的最小弯曲半径为3mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行、成本低廉，为柔性热电薄膜发电器件的研制提供了新途径。
新能源 2024年05月31日
集成光伏转换与储能功能的光超级电容器研究进展

集成光伏转换与储能功能的光超级电容器研究进展

摘要：光超级电容器是一种将光伏转换装置与超级电容器相结合的集能源收集与存储于一体的设备，其双重功能使其在未来柔性可穿戴以及便携式设备上的应用具有巨大潜力。介绍了基于第三代太阳能电池的各类光超级电容器的发展历史和近几年来的相关代表性研究成果。阐述了构建性能更佳的光超级电容器所面临的问题和挑战， 并给出了相应的措施及建议。最后对该领域未来的研究方向和机遇进行了展望。
新能源 2025年02月13日
液晶分子优化给体材料组装制备高性能有机太阳能电池

液晶分子优化给体材料组装制备高性能有机太阳能电池

摘要：活性层形貌优化是实现高效、稳定的体异质结有机太阳能电池(OSC)的关键，添加剂工程被广泛用于优化OSC活性层的膜形貌. 基于此，本文工作提出了一种利用具有简单结构的液晶分子4-氰基-4'-庚基联苯(7-CB)作为添加剂优化给体聚合物(PM6)在共混膜中聚集行为的策略. 通过掠入射广角X 射线散射、原位吸收光谱及分子动力学模拟等表征发现，7-CB通过与PM6 的烷基侧链之间的范德华力和CH/π相互作用诱导PM6 规整排列，增强了PM6 之间的相互作用，提高了活性层薄膜的结晶度. 得益于此，无任何后处理的活性层薄膜中电荷传输得到改善，电荷重组被大幅抑制. 基于7-CB处理的PM6:L8-BO制备的硬质和柔性二元OSCs效率分别从15.41%和14.90%提高到18.01%和17.26%.
新能源 2025年08月04日
“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