氢键化学赋能高比能锂电池关键材料

摘要：机器人、无人机、电动汽车、智能电子设备的快速发展, 促进了高比能锂电池的迅猛发展. 然而, 高比能锂电池的关键材料面临着锂离子传导差、体积膨胀大、电极/界面不稳定、化学和结构稳定性差等重要挑战. 本综述从基础化学键的角度出发, 系统总结了氢键化学在高比能锂电池关键材料设计优化中的作用. 合理构建氢键网络结构可以提升正负极材料的化学稳定性和结构稳定性,缓解体积膨胀和提升电极/界面稳定性. 氢键可以调控电解液溶剂化结构, 增强聚合物电解质锂离子传输, 赋予聚合物电解质和粘结剂自修复功能并提升其机械性能. 最后, 指出了氢键在高比能锂电池中面临的挑战, 并对其未来的发展进行了展望.

新能源 2026年07月31日 1 点赞 0 评论 53 浏览

锂离子电容器正极材料的研究进展

摘要:锂离子电容器是介于锂离子电池和超级电容器两者之间的储能器件,兼具高能量密度和高功率密度,被认为是最有前途的电能储存系统之一。本文总结近年来碳基和嵌锂型正极材料的研究进展,详细介绍碳基和嵌锂型电极材料的分类和改性方法。为提高锂离子电容器的使用性能,通过微观结构调控、表面修饰、掺杂改性及复合材料等手段进一步优化正极材料,进行正负极动力学匹配,综合提高其电化学性能。最后梳理出未来锂离子电容器正极材料的研究热点集中在对正极材料微观结构的调控优化、元素掺杂和表面改性以及与其他材料复合等方面,并指出未来发展方向在于优化碳材料的结构与组成、克服倍率和循环性能的限制以及开发在高压下更稳定的正极材料等。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 403 浏览

MXene储氢：理论与实验研究结果及未来展望

摘要：【目的】为了探讨氢能源的高效应用和存储安全，研究二维材料MXene在储氢中的理论和实验研究成果。【研究现状】综述MXene结构和储氢应用、理论研究成果和实验研究结果，MXene具有表面化学性质可调节、结构灵活和比表面积高的特点；概括单层和多层MXene储氢的理论研究成果，强调过渡金属元素和表面官能团在优化氢吸附能力中的作用；总结MXene储氢的实验研究结果，展示MXene在低温下和接近室温条件下储氢的潜力；理论预测与实验结果的比较分析强调进一步实验验证和计算优化的必要性。【结论与展望】提出为了提升MXene储氢性能，应关注缺陷工程、层间距优化和机器学习辅助筛选，以提升MXene作为氢储存材料的实用性。

新能源 2026年04月24日 1 点赞 0 评论 148 浏览

光热催化材料的结构设计、合成及其应用研究

摘要：如何全方面、高效的利用太阳能是引领光催化材料发展的动力，其中光热协同催化由于可以利用全光谱太阳光来激发光催化和热催化之间的协同作用以实现太阳能的高利用效率，受到研究者的极大关注。综述了光热协同催化材料的设计合成、性能优化和实际应用现状，并对光热催化材料的未来发展趋势进行了展望。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 635 浏览

钙钛矿太阳能电池中顶电极的研究进展

摘要：继硅基太阳能电池之后，又迅速崛起了一个有机－无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs），目前它认证的最高光电转换效率（Photoelectric conversion eddiciency,PCE）已经达到25.5%，被认为是最具有应用前景的新型太阳能电池，其中，顶电极是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。主要阐述了顶电极材料的研究进展，综述了金属电极和碳电极的界面调控和改性处理，提出了金属电极和碳电极材料的优势与挑战，并对顶电极在低制造成本和长期稳定性的应用方向进行了展望。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 359 浏览

光电催化矿物材料的制备及应用研究进展

摘要：光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性，将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点，其在矿物利用的新兴领域受到了广泛关注。本文在限定了光电催化矿物材料研究是否属于矿物应用范畴的基础上，介绍了光电催化矿物材料包含的矿物组分及特征，提出了光电催化矿物材料的分类，并对光电催化矿物材料的制备方法及矿物增强光电催化活性的机制进行了讨论。最后，概述了光电催化矿物材料用于水中污染物治理、光电催化水分解产氢、CO2 能源化等领域的研究现状；指出应重点关注矿物本征光电属性、有效建立材料复合结构与效能的联系、明确材料矿物学属性影响光电催化的机制等问题，拓展光电催化矿物材料在新能源、化学品合成和矿物/微生物作用等领域的应用研究。

新能源 2024年11月27日 1 点赞 0 评论 280 浏览

超薄无序结构还原氧化石墨烯/锂金属复合箔材的制备及电化学性质

摘要：超薄锂金属（≤50μm）是下一代高比能锂金属电池负极选择。然而纯锂质软、易脆，机械加工性较差，导致超薄锂箔的制备工艺复杂、成本高昂；此外相比于较厚的锂金属负极，超薄锂金属负极常呈现更差的电化学循环性能。本文提出一种“自下而上”的策略制备10～50μm厚度可控的超薄还原氧化石墨烯/锂金属（rGO/Li）复合箔材，其结构由大量无序随机的rGO片层非平行排列并均匀分散在锂金属内。首先将还原氧化石墨烯（rGO）粉片与熔融锂金属在200 °C 下搅拌复合，获得微米级的还原氧化石墨烯/锂复合粉片，之后将复合粉片作为原材料进一步通过反复辊压制备出结构均匀、超薄的复合箔材，该方法具有一定的规模化潜力。不同于其他所报道的rGO层状薄膜结构，在复合箔材中rGO 片层随机无序分散形成三维网络，有利于实现锂的均匀沉积/剥离。所制50 μm 超薄无序结构rGO/Li复合箔材负极在对称电池中以1mA cm−2、1mAh cm−2条件在醚基电解液中可稳定循环1 600h以上，在与硫化聚丙烯腈（SPAN）正极组配全电池以0.2 C倍率循环220次后比容量高达～675 mAh g−1，优于使用同厚度纯锂负极的电池。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 365 浏览

TA2纯钛薄板微流道液压成形工艺研究

摘要：双极板是氢燃料电池的重要部件之一，钛作为金属双极板基材有诸多优势，但钛的成形性能差、回弹较为严重，本文以0.1 mm TA2纯钛薄板微流道液压成形为研究对象，通过试验和有限元模拟相结合的方法研究纯钛微结构变形行为，分析工艺参数对微流道成形质量的影响规律，为液压成形钛双极板提供参考。建立了TA2纯钛薄板微流道液压成形的有限元模型，通过与试验件的轮廓及厚度分布验证有限元模型的准确性；研究了液体压力、加载速率和脉动加载对微流道成形的影响。结果表明，微流道液压成形过程中材料应变路径为平面应变，且上圆角位置最容易破裂；加载速率对微流道成形影响不大，随着加载速率的提高，成形深度略有下降，但是变化不大，仅有3%；脉动加载路径能够提高材料的流动变形能力，在均为临界破裂情况下，相比较线性加载路径成形深度有较高的提高，可达232.2μm，提高幅度为23%。

新能源 2025年01月21日 1 点赞 0 评论 236 浏览

纳米纤维素在相变储能领域的应用研究进展

摘要：纳米纤维素作为一种新型生物基功能材料，因优异的力学性能、纳米特性和绿色环保特性，在解决相变储能材料液相泄漏问题上展现出巨大潜力。本文首先系统地梳理了相变储能材料的基本原理和多样化的分类体系，综述了纳米纤维素的制备方法以及在相变储能材料中的研究进展，主要包括纳米纤维素微胶囊基相变储能材料和纳米纤维素气凝胶基相变储能材料及其导热增强机制，最后总结了纳米纤维素在相变储能领域的研究重点并展望了未来的发展方向。

新能源 2026年02月03日 1 点赞 0 评论 173 浏览

真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

摘要：钙钛矿太阳能电池器件因其优异的材料性能已经取得最高25.7 %的光电转换效率。常见的钙钛矿薄膜的制备方法分为溶液法和真空蒸镀法。其中真空蒸镀法凭借其无溶剂化的特点，具有环境污染小、膜层致密性高、生产效率高，以及较为容易实现大面积连续化高通量制备等优点，在钙钛矿太阳能电池器件制备领域具有独特优势。针对真空蒸镀法制备高质量钙钛矿薄膜的技术，对真空蒸镀的基本工作原理及应用于钙钛矿薄膜制备的真空设备系统进行介绍，并以钙钛矿太阳能电池光电转换效率为切入点，介绍基于真空蒸镀技术制备钙钛矿太阳能电池器件及优化其光电转换效率的研究进展。探究真空蒸镀设备改进策略（温控系统和蒸发源设置）、蒸镀工艺条件（投料量、蒸镀距离、蒸镀时间、室体内压力、薄膜退火温度及时间）、基底材料极性对钙钛矿薄膜结晶度和晶粒尺寸的影响因素，为采用真空蒸镀技术制备具有高光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件提供重要的理论基础及研究思路。最后，总结真空蒸镀钙钛矿太阳能电池的工艺流程，从降低生产成本与提高生产效率的角度出发，提出连续化生产钙钛矿太阳能电池的构想，并对其商业化发展方向进行展望。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 589 浏览