石墨炔在水系离子电池中的研究进展

摘要：石墨炔（Graphdiyne，GDY）是一种全新的炭材料，具有特殊的炭杂化排列方式、独特的化学性质和电子结构以及独特的孔隙结构等优点，在电化学储能领域具有良好的应用前景。新兴的水系离子电池具有低成本和高安全性等优点，然而，高性能电极材料的开发、新型隔膜体系的设计以及稳定界面的策略等仍是水系离子电池面临的主要挑战。石墨炔在负极保护、正极包覆、隔膜设计以及稳定界面pH 值等方面，可以改善离子传输与界面沉积行为、电解液不稳定等问题。特别是石墨炔自下而上的分子结构设计策略使其具有易修饰、掺杂的特点，改性的石墨炔类似物具有更加优异的性能，拓宽了其在水系离子电池中的应用。本文系统综述了石墨炔的结构与性质以及合成方法，特别对石墨炔在水系离子电池中的研究进行了总结。此外，对石墨炔在水系离子电池中应用时仍存在的问题与挑战进行了探讨，对石墨炔在水系离子电池中的发展进行了展望。

新能源 2025年01月09日 1 点赞 0 评论 377 浏览

氢能与燃料电池关键科学技术:挑战与前景

摘要: 氢能是可持续的二次清洁能源，产业链主要包括氢气的制取、储存、运输和应用等环节. 燃料电池是氢能利用的主要方式, 处于产业链的核心地位。以氢能产业链为主线，围绕氢能燃料电池产业化进展，对制氢、储氢、加氢站、氢能燃料电池电堆及关键材料, 以及车用燃料电池系统关键部件的技术特征、产业化进展、发展现状及存在的挑战进行了概述，尤其对中国燃料电池产业链的发展现状进行了重点介绍。为了加速氢能与燃料电池真正意义上的产业化, 还提出了几点需要克服挑战的研发方向。

新能源 2024年05月15日 1 点赞 0 评论 389 浏览

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 1 点赞 0 评论 317 浏览

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 1 点赞 0 评论 216 浏览

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 1 点赞 0 评论 190 浏览

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 1 点赞 0 评论 289 浏览

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 1 点赞 0 评论 297 浏览

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 1 点赞 0 评论 241 浏览

绿氢制备成本趋势分析

摘要：绿氢被认为是实现碳中和与可持续发展的重要能源之一，而绿氢成本是关系到绿氢能否大规模应用的关键因素。电解水制氢的成本主要来自电力成本和电解槽的设备折旧。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)结合建模，对2030 年电网绿电、光伏发电和风电电价进行预测，考虑电解槽的成本及适用性、电解水副产氧气带来的收入，分别计算2030 年电网绿电使用碱性电解槽(ALK)连续制备绿氢、光伏发电使用质子交换膜电解槽(PEM) 间歇制氢以及风力发电使用PEM 电解槽间歇制氢三种路径的制氢成本，研究绿氢制备成本的发展趋势。研究结果表明，电价是电解水制氢的最大影响因素，电解槽成本对电解水制氢的影响相对较小；2030 年电网绿电制氢成本最低，中短期内电网绿电制氢依然具备成本优势；中短期内ALK 电解槽的成本远低于PEM 电解槽，但随着技术创新和氢能产业的快速发展，以及可再生能源电价的持续下降，预计未来PEM 电解槽的制氢成本将低于ALK 电解槽。降低成本的潜力主要体现在减小电力成本，借助科技进步延长电解槽的使用寿命、降低电解槽的初始投资。

新能源 2026年08月18日 1 点赞 0 评论 98 浏览

机器学习驱动的富锂正极活化条件优化

摘要：富锂锰基层状氧化物因其低成本和高可逆容量，被认为是最具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而其电化学性能对初始活化条件高度敏感，受电压、温度、电流密度及活化圈数等多因素耦合影响。为实现活化制度的高效优化，本工作构建了基于机器学习的活化参数优化框架。通过整合实验与文献数据建立多特征数据集，并以CatBoost 模型为核心构建容量保持率预测体系，实现了对不同活化条件下电池循环性能的高精度预测。进一步结合贝叶斯优化，在高维参数空间中实现多参数协同寻优，所得最优活化条件下模型预测结果与实验结果的容量保持率误差低于1%。本工作实现了富锂正极电化学活化工艺的智能优化，为复杂电化学体系的多参数定量调控与高性能正极材料设计提供了新的思路与可行路径。

新能源 2026年09月15日 1 点赞 0 评论 67 浏览