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磷酸铁锂的高性能化研究进展

磷酸铁锂的高性能化研究进展

摘要：工业革命以来，科技的迅速发展不断丰富着人类的物质生活，与此同时化石能源（石油、煤炭、天然气等）大量消耗，二氧化碳排放逐年增加，全球变暖趋势加剧。燃油汽车是石油消耗的主力军。为落实“双碳”战略目标，新能源汽车发展迅猛。作为新能源汽车的动力来源，动力电池备受关注。开发价格低廉、资源丰富、安全性优异的动力电池是发展新能源汽车的重中之重。目前磷酸铁锂（LiFePO4）和三元正极材料广泛用作混合动力汽车（Hybrid ElectricalVehicle, HEV）和电动汽车（Electrical Vehicle，EV）锂离子电池中。前几年，受国家 补贴政策影响，由于能量密度比三元正极材料低，LiFePO4 正极材料的出货量几乎停止增长，而三元正极材料一路高歌猛进，占据了新能源汽车的主要市场。随着补贴政策的退出，具有橄榄石结构的LiFePO4 因其具有成本低、安全性高、环境友好等诸多优点又重新获得青睐。同时，由于刀片电池等结构设计上的技术进步，LiFePO4电池的能量密度大幅提高。2021年LiFePO4 正极材料的出货量超过三元正极材料，达到47万吨。然而，LiFePO4 较低的电子电导率（
新能源 2025年03月10日
基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展

基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展

摘要：基于氧相关的阴离子氧化还原反应, 富锂层状正极材料具有放电比容量高、高工作电压和低成本等特点,被认为是最有潜力的下一代高比能锂离子电池商用正极材料. 然而, 富锂材料目前面临着严重的氧释放、不可逆的过渡金属迁移和有害的相转变等, 这些问题直接影响了其电化学性能. 近年来, 结构设计作为一种高效的策略用以改善富锂正极的不可逆氧反应、电压衰减和循环稳定性等, 已取得了优异成果. 此外, 通过调整氧相关氧化还原反应的正极体系, 非水锂-氧气电池借助氧气(O2)和过氧化锂(Li2O2)之间的可逆转化实现了容量的革命性提升. 本文就Li2MnO3域调控、缺陷设计、氧排列次序调控、新构型开发、组成调控和形貌设计等方面, 综述了富锂层状正极材料结构设计领域的研究进展, 并从电池材料结构设计角度探讨了封闭锂-氧气电池取得的进展与未来挑战,为构建新型高比能二次电池体系提出了展望.
新能源 2025年12月04日
锂硫电池凝胶聚合物电解质：合成工艺及先进表征技术

锂硫电池凝胶聚合物电解质：合成工艺及先进表征技术

摘要：凝胶聚合物电解质(GPE) 的应用为改善锂硫电池的安全性和抑制穿梭效应提供一种有希望的方案。凝胶聚合物电解质能够改善全固态电解质与双电极之间存在的高界面阻抗所带来的电荷转移受阻、锂沉积不均匀等问题，有效解决容量衰减快、循环稳定性差等缺陷。本文针对锂硫电池中制备凝胶聚合物电解质所采用的原位聚合和非原位聚合两种不同的工艺手段进行介绍，通过阐述不同合成工艺改进凝胶聚合物电解质基底的方法，重点分析不同工艺所带来的“收益”，并介绍了具有实时性和精准性的原位表征仪器在锂硫电池中的应用，指出原位先进表征技术对锂硫电池电极材料设计的指导作用，并供科研工作者开发研究更适宜产业化的凝胶聚合物电解质的合成工艺，展望未来锂硫电池凝胶聚合物电解质合成设计的发展方向。
新能源 2026年01月26日
电聚合薄膜在钙钛矿电池中的应用

电聚合薄膜在钙钛矿电池中的应用

摘要：目前，钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cell, PSC)的效率(25.8%) 已经可以与硅基太阳能电池相媲美，但是长期稳定性不高是其开展商业化应用亟需解决的问题之一。电化学聚合作为一种制备电活性导电聚合物薄膜的方法，可以有效降低材料和器件制备的成本；同时，化学交联的电聚合薄膜具有较好的稳定性，能有效提高器件的稳定性。总结了将交联的电聚合薄膜作为空穴传输层(hole transporting layer, HTL)或电子传输层(electrontransporting layer, ETL)来开发稳定和高效的钙钛矿太阳能电池，并论述了电聚合薄膜在钙钛矿太阳能电池未来的研究重点。
新能源 2024年05月15日
固体氧化物燃料电池在移动交通领域的应用及研究进展

固体氧化物燃料电池在移动交通领域的应用及研究进展

摘要: 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种可以将化学能直接转化为电能的能量转换技术，具有效率高、燃料选择灵活、杂质耐受能力强等特点。近年来，人们越来越重视SOFC在移动交通领域的应用。从SOFC的工作原理出发，重点分析SOFC在移动交通领域的应用优势，并介绍SOFC在移动交通中的应用形式，包括作为辅助电力单元和动力系统，并计算出其作为动力系统的油井-车轮(well to wheel, WTW)效率为34%»39%，远高于内燃机(14%»17%) 和电池(27%)，展现了SOFC作为动力系统的巨大潜力。接着，重点讨论SOFC发电系统的研究进展，包括原理性验证、能效提高和作为动力系统的性能研究等。最后, 总结了目前SOFC在移动交通领域的应用现状，并对其应用前景进行展望。 SOFC在移动交通领域有巨大的应用潜力，将为交通领域脱碳开辟新的路径。
新能源 2024年05月15日
高温固体氧化物电解池关键材料与部件研究进展

高温固体氧化物电解池关键材料与部件研究进展

摘要：面对日益严峻的全球气候变暖和能源短缺问题,发展新型可持续能源已经成为“双碳”背景下能源转型和低碳发展的必经之路。由于具备能量密度高、高效、清洁等特点,氢能受到了广泛的研究。对于绿氢的制备,固体氧化物电解池(SOEC)是一种前沿制备技术,依托清洁能源(如太阳能、风能、地热能、生物质能以及核能),通过高效电解H２O 或CO２＋H２O 来生产氢气或合成气,具有高效、简单、灵活、环保等特点。在能源与环保需求日益增长的当下,中国的SOEC技术已经实现从“实验研究”到“小规模试点”再到“中试方法”的升级。从单体电池和电堆的角度,重点介绍了电解质、氧电极、氢电极、连接体、密封材料的研究进展,并对SOEC面临的挑战和未来发展趋势进行了探讨与展望。
新能源 2026年04月20日
复合型能源电池研究进展

复合型能源电池研究进展

摘要：与摩擦纳米发电机（TENG）单纯收集环境机械振动能量相比，与TENG相结合的新型复合能源电池能够收集多种形式的能量，具有更宽的工作频率范围和更好的输出性能。近年来，复合型能源电池逐渐向小型化、便携化、智能化发展。分别从TENG与太阳能电池、电磁发电机、压电纳米发电机、多种类型发电机以及其他能源电池相结合等几个类别，综述了复合型能源电池在工作模式、结构、能量输出、应用等方面的研究进展，讨论了复合型能源电池面临的挑战。对其发展前景进行了展望，认为复合型能源电池需要进一步在集成化、大功率、长寿命等方面深入开展研究。
新能源 2024年05月15日
镁基固态储氢材料研究进展

镁基固态储氢材料研究进展

摘要：镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点，被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH2的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H2），造成其放氢温度较高、动力学差；MgH2的水解过程中，由于常温水解产物Mg（OH）2逐渐包裹在MgH2表面，阻隔了MgH2与水的接触，从而导致水解产氢效率较低。近年来，大量研究工作聚焦于改善MgH2的热解/水解供氢性能及实际应用，已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发，总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响，重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系，并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展，将实现氢气的高安全、高效及大规模储运，助力中国氢能产业的发展。
新能源 2024年05月15日
CO2管道输送技术进展与未来发展浅析

CO2管道输送技术进展与未来发展浅析

摘要：二氧化碳管道运输技术是二氧化碳捕集技术和利用技术的纽带，连接着起源地和储存地，可以持续不间断地输送二氧化碳，经济效益高、性价比高，符合可持续发展的准则，其中超临界输送是未来二氧化碳管道输送的主要方式。从管道输送的原理、国内外CO2管道输送技术现状、国内外CO2管道安全输送控制技术研究以及典型CO2管道输送示范工程四个方面入手，系统、具体地介绍了CO2管道运输的发展，同时展望了未来发展的趋势。
新能源 2024年05月15日
多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

摘要：在国家能源结构转型和可持续发展战略的推动下, 高效储能及能量转换新材料与技术的开发正面临关键挑战.其中, 对新型能量储存载体的探索及物质/电荷传输机制的深入研究, 已经成为该领域的热点. 多孔有机笼(Porous OrganicCages, POCs)作为一类新兴多孔材料, 凭借其结构可调性, 既可通过骨架功能化修饰, 又可利用离散型纳米空腔及表面结合位点将功能单元与笼结构整合, 从而成为构建功能复合材料的理想基元, 在光电能量转换与存储领域展现出广阔的应用前景. 本文综述了多孔有机笼的设计与合成策略, 重点总结了POCs功能材料在能量转换与储存方面的研究进展, 并进一步探讨了其在该领域发展中面临的挑战及未来发展方向, 以期为能源导向型POCs 材料的合理设计及应用提供参考.
新能源 2026年03月20日