摘要：电子器件和新能源汽车的快速发展促使人们不断追求具有更高能量密度的储能器件. 锂离子电池作为当前最主流的储能器件, 其负极材料以石墨为主, 然而石墨较低的理论比容量已无法满足高能量密度的发展需求. 锂金属负极具有极高的理论比容量和最低的嵌锂电位, 被认为是下一代锂离子电池最理想的负极材料. 但是, 锂金属负极在电镀和剥离过程中极易形成锂枝晶, 所带来的安全性和稳定性问题严重阻碍了其商业化应用. 近年来, 金属单原子(SACs)策略常被用来解决上述难题. SACs因其独特的局部配位环境、极高的表面自由能和接近100%的原子利用率, 能够促进锂离子在基底上的传输并诱导锂的均匀沉积, 在抑制锂枝晶生长方面展现出了极大的潜力. 基于此, 本文综述了近年来SACs应用于锂金属负极的研究进展, 从作用机制着手, 围绕五个维度, 包括SACs调控基底亲锂性、SACs提高碳基底结构稳定性、SACs修饰电池隔膜用于调控电解液中锂离子均匀分布、SACs加快去溶剂化动力学, 以及SACs提高电极表面扩散动力学, 对其在锂金属负极上的具体应用做了全面介绍, 并在此基础上提出了SACs应用于锂金属负极的主要挑战, 期望能为锂金属电池未来的发展提供思路.

摘要：随着全球化石能源逐渐枯竭和温室效应加剧, 人们赖以生存的自然环境遭到了严重破坏, 如何开发新能源或高效的能源转换装置已经成为当前的研究热点. 质子交换膜燃料电池(PEMFCs)作为高效的能源转换装置可以通过电化学反应将氢气(H2)中储存的化学能直接转化为电能, 具有零排放、零污染、转化效率高等优点, 其商业化发展能够有效地缓解当前的能源与环境危机. 由于工作温度差异, PEMFCs分为低温质子交换膜燃料电池(LTPEMFCs)和高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs). 贵金属铂(Pt)是PEMFCs中最常用的催化剂材料之一, 然而Pt的抗毒化能力相对较弱, 导致其催化剂稳定性较差. 此外, Pt的低利用率、高成本, 进一步限制了其大规模商业化应用. PEMFCs燃料中存在微量的杂质气体(尤其是一氧化碳(CO)), CO在反应过程中会吸附在催化剂表面而不容易去除, 导致Pt催化剂表面活性位点被毒化. 除了CO的毒化作用, HT-PEMFCs催化层界面由于磷酸(PA)的随机分布也会引起Pt催化剂的毒化问题, 进一步导致催化剂的活性降低. 因此, 开发高效抗毒化Pt基催化剂并探究其抗毒化机制是推动PEMFCs发展的关键. 本文系统地阐述了PEMFCs中Pt基催化剂的毒化问题, 重点讨论Pt基催化剂的设计、合成及其抗毒化机制; 最后, 对PEMFCs中Pt基催化剂的发展与挑战进行探讨和展望.

摘要：新型能源系统的发展亟须突破传统能源系统的效率瓶颈, 并提高清洁能源的消纳水平, 而传统热力循环形式难以满足新型能源系统对高效性、经济性及灵活性的迫切需求. 因此, 发展新型热力循环对突破能源利用瓶颈具有重要意义. 二氧化碳作为天然工质, 在能量转化和能量存储方面具有经济、高效的优势, 将二氧化碳热力循环应用于新型能源系统的潜力正被逐步挖掘. 为阐明二氧化碳热力循环的应用前景, 本文阐述了二氧化碳热力循环的分类、原理及特征, 分析了其应用于发电领域和规模化储能领域的技术难点, 总结了二氧化碳热力循环在不同发电和储能领域的研究现状和发展趋势, 探索了在新型能源系统中应用的可行性. 最后, 对二氧化碳热力循环的未来技术发展方向提出了一些建议.

摘要：近年来, 水系锌基电池因其本征安全性以及资源丰富的特点引起了研究者的广泛关注. 然而, 由于锌负极与电解液界面稳定性差, 极大地降低了锌负极的循环稳定性, 阻碍了水系锌离子电池的发展. 双电层的结构是控制负极界面性能的关键因素, 但由于表征技术的限制, 对其微观层面的理解仍处于起步阶段. 本文系统地讨论了双电层的结构、界面反应机制、调控策略以及对双电层的先进表征和理论模拟方法. 重点关注了水体系下锌负极界面处双电层的结构演化机制、锌离子溶剂化结构和界面双电层的调控策略以及双电层的先进表征方法, 为锌负极界面双电层调控及表征提供了参考和借鉴意义.

摘要：随着可再生能源的快速发展, 新型电力系统对长时间储能技术的需求日益增加. 液流电池体系因其高安全性和长寿命的特点, 成为理想的长时储能设施选择. 液流电池系统由电池组、电解液和循环泵组成, 通过管路相互连接, 利用电解液中的氧化还原反应进行化学能与电能的相互转化, 从而实现能量的高效存储和释放. 本文综述了无机和有机液流电池体系的关键材料, 从电池组件、电解液和催化剂等方面优化电池性能的研究进展, 以及液流电池在材料成本、性能优化和抑制副反应等方面面临的挑战. 最后, 本文展望了液流电池在未来长时储能技术中的发展前景, 指出需要加大新材料和技术的开发, 推进高性能的电堆设计, 开展不同环境下运行模式的创新, 实现液流储能的高效利用.

摘要：有机系电池是当前最成熟的储能电池之一, 其中有机锂电池已在市场上得到广泛应用. 然而, 资源短缺、环境污染和安全问题等因素限制了有机系电池的进一步发展, 所以研究与发展新型储能电池有很大的实际意义. 近年来, 水系电池以其安全、生态友好、资源丰富和成本低廉等特点受到人们广泛关注. 从20世纪80年代开始, 已经开发出了多种水系电池, 如水系锌、铜、铝、铁等, 这些电池所展现出的巨大潜力使其有可能成为未来一代的安全且环保的新型储能电池. 其中水系铜电池由于具有优良的电化学可逆性以及特殊的变价化学反应而引起人们的广泛兴趣. 本文从铜正极和铜负极的角度来阐述水系铜电池的研究进展, 旨在为水系铜电池的未来储能应用提供参考.

摘要：随着新能源汽车和规模储能的快速发展, 锂二次电池的应用规模不断增大, 现在其已占据主导地位, 但是,其能量密度和安全性方面的提升空间还很大. 锂二次电池性能的提升与所用电解质材料的发展密不可分, 其电解质材料的发展也经历着从传统的有机液态电解质到混合固液电解质, 再到如今已成为全球研发热点的纯固体电解质的演变过程. 液态锂离子电池以有机液态电解质为主, 为提升电池安全性, 凝胶电解质有一定作用; 混合固液电解质作为液态与固态的兼容态, 兼具了液态电解质与固体电解质的特点, 显示出较好的应用潜力; 全固态电池使用固体电解质, 涵盖了无机、聚合物及复合固态电解质等多种类型, 其高安全性、高能量密度及长寿命等特点为下一代锂二次电池的需求带来了全新的发展机遇, 然而, 固体电解质材料的产业化之路仍充满挑战, 需要克服生产成本高、生产工艺全面更新等问题. 本文围绕锂二次电池内电解质的不同状态, 深入剖析了各类电解质的特点, 并探讨了其产业化现状、面临的挑战及未来发展机遇, 旨在为锂二次电池技术的持续进步与应用领域的持续拓展提供参考.

摘要：正银浆料用玻璃粉是构成晶硅太阳能电池正银电极的关键功能材料。通过文献调研，对目前国内外晶硅太阳能电池正银浆料用玻璃粉的技术发展现状进行了梳理，为该领域的技术创新提供参考借鉴。

摘要：固态锂电池因有望解决化学储能电池的安全隐患、提升能量密度而成为研究热点. 其中固态电解质是固态锂电池的核心材料. 我国在基于氧化物固态电解质的固态电池的研发和产业化上发展迅速, 这对推动我国固态电池行业发展起着不可或缺的作用. 本文对典型氧化物固态电解质包括钠超快离子导体(NASICON)、石榴石(LLZO)型、无机钙钛矿(LLTO)型和LiPON薄膜进行综述, 着重介绍了结晶结构与离子传输机理、提高电导率的方法以及改善电极与电解质界面相容性的措施, 并对它们的优缺点进行了综合对比. 最后, 为未来发展方向提供建议, 以期为氧化物系固态电解质的相关研究提供更加全面的参考.

摘要：有机电极材料具有安全环保、材料可再生、结构可设计和价格低廉等优点, 是一种很有前途的高容量锂电池正极材料. 其中, 有机硫化物随着锂-硫电池的发展而受到越来越多的关注. 与硫正极类似, 基于S–S键可逆的断裂与重组, 有机硫化物可以提供相对较高的理论容量. 然而, 有机硫正极材料的电导率较差、氧化还原动力学缓慢、循环稳定性不理想和循环产物易溶解等固有问题严重影响了其发展前景. 通过在有机硫分子中引入杂原子来设计和合成新的有机硫分子是一种有效的策略. 杂化有机硫正极材料因其独特的设计策略和灵活的电化学调控而受到越来越多的关注. 基于此, 本文综述了含杂原子的有机硫化物作为可充电电池正极材料的研究进展, 总结了杂化有机硫正极的反应机理和调控机制, 并对其存在的挑战和未来的发展前景进行了讨论.