生物质衍生碳材料的制备及其在新型电池中的应用

生物质衍生碳材料由于其可再生性、低成本、良好的导电性和稳定性等优异性能而被广泛应用于储能领域。综述了生物质衍生碳材料的常用制备方法(热解法、活化法、水热法等),以及经过修饰的生物质衍生碳(杂原子掺杂、贵金属负载)在锂空气电池、钠离子电池和锂硫电池中的最新进展,探讨了生物质衍生碳在新型电池中应用所存在的挑战和未来发展方向。     

锂-二氧化碳电池阴极催化剂的研究进展

锂-二氧化碳电池通过捕获、转化二氧化碳为储能物质，既可以减少二氧化碳排放量又可以作为创新的储能装置，引起了研究者们的广泛关注。本文简单介绍了锂-二氧化碳电池的工作机理、发展历程和目前研究存在的难题，通过对研究工作的总结、电池性能的对比，将不同类型的催化剂进行了系统的分类和简单的概括，综述了催化剂的设计理念和研究现状，提出了催化剂目前存在的难题与挑战，并展望了催化剂未来的发展方向。本文主要针对锂-二氧化碳电池阴极催化剂的最新研究进展进行了详细的阐述，指出高效的阴极催化剂是促进锂-二氧化碳电池电化学反应动力学、降低充电平台和过电势的关键所在。     

石墨烯基贵金属催化剂的制备及其对锂-氧气电池性能的影响

锂-氧气电池作为一种拥有超高理论比能量密度的新型电池体系,在电动汽车领域具有良好的应用前景。通过改进的Hummers法和热膨胀法制备还原氧化石墨烯,再由浸渍还原法分别负载不同的贵金属Ru、Ir、Au、Ag,研究石墨烯基不同贵金属催化剂对锂-氧气电池性能的影响作用。研究结果表明,具有较高氧析出催化活性的Ru/RGO和Ir/RGO催化剂的锂-氧气电池的可逆性能与充放电循环稳定性优于采用Ag/RGO和Au/RGO催化剂的锂/氧气电池。     

直接使用煤炭燃料的碳燃料电池研究进展

在全球能源危机和环境污染严重的大背景下,清洁高效的发电技术-直接碳燃料电池技术越来越受到人们的关注.而中国又是煤炭资源的消耗大国,传统的火力发电技术带来的环境污染问题和能源浪费问题十分严重,因此,将煤炭燃料应用在直接碳燃料电池上成为一个迫切又关键的解决方案.本文详细介绍了不同种类的煤炭燃料在直接碳燃料电池上的应用,为解...     

高性能钠离子电池负极材料的研究进展

负极材料的研究是钠离子电池实现商业化生产的关键要素之一，近年来已经取得了突破性进展。但是较大半径的钠离子在嵌/脱过程中对负极材料结构的影响非常大，进而导致可逆容量迅速降低。本文系统综述了钠离子电池负极材料的最新研究成果，阐述了碳基材料、钛基化合物、合金材料、金属化合物和有机化合物5类负极材料的制备工艺，并分析了这些材料的性能特点：碳基材料的研发技术成熟，但比容量和倍率性能有待提高；钛基化合物的结构性能良好，倍率性能出色，但存在比容量较低的缺点；合金材料和金属化合物都具有较高的理论比容量，但循环性能较差；有机化合物的研发尚处于起步阶段，有待深入研究。基于现有的研究基础，总结了材料的改性方法和取得的效果，并展望了钠离子电池负极材料的研究方向，分析指出表面碳包覆可以提升材料的电子传导性，纳米结构可以缩短钠离子的传输途径，多孔形貌有利于电解质对材料的浸润，而元素掺杂可以提升材料的反应活性，最终获得高性能钠离子电池负极材料。     

碳基功能材料的制备及其在锂空气电池中的应用

碳材料的研究开发是电化学能源存储技术发展和应用的关键之一,新型碳材料具有原料丰富、成本低廉、比表面积大、导电性优异、化学性能稳定等优点,被广泛地应用于诸如环境修复、电化学及生物医学等领域,备受国内外专家、学者的关注.综述了碳基功能材料在锂空气电池中的发展历程,针对碳材料的两种典型代表石墨烯和生物质衍生碳的制备及改性研究进行了详细介绍.讨论了石墨烯的元素掺杂改性,并阐述了金属及金属氧化物负载对锂空气电池的性能提升;探讨生物质衍生碳具有N、P、S等元素的自掺杂效应及其结构的纳米化和优化制备工艺对催化性能的影响.分别对两种碳材料的优势进行了分析,对面临的挑战进行了总结.     

新一代储能钠离子电池正极材料的改性研究进展

近年来，原料广泛、成本低廉的钠离子电池被公认为新一代综合效能优异的储能电池系统，但较低的能量密度和有限的循环寿命仍然是阻碍其商业化应用的主要挑战。借鉴锂离子电池的开发经验，合理的改性工艺已被证实可以明显提高钠离子电池的电化学性能，尤其是在已建立的正极体系中。本文分析了过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物以及有机化合物等钠离子电池正极材料的结构、性能特点，并系统综述了粒径纳米化、表面包覆、元素掺杂等多类改性方法的最新研究成果。未来的研发和设计中，改进合成工艺控制粒径、拓宽包覆物质种类、梯度掺杂协同元素以及寻找不同结构特征的钠离子电池正极材料是研究重点。     

还原-热扩散合金化法制备锂离子电池SnSbFe合金负极材料

文中通过化学还原-热扩散合金化方法,制备了类方形纳米结构SnSbFe合金复合材料。SnSbFe合金颗粒分布均匀,颗粒大小为250 nm左右。与同样方法制备的纳米级Sn2Fe合金复合材料相比,SnSbFe合金复合材料的电化学性能有显著提高。该方法制备的合金复合材料通过减缓材料充放电过程中的体积变化,抑制去合金化过程中纳米锡的团聚现象,从而显著提高材料的循环性能。Sn2Fe合金复合材料首圈和第80圈放电比容量分别为694、78.6 mAh/g。而SnSbFe合金复合材料首圈和第80圈放电比容量分别为1 138、406 mAh/g。     

锂-空气电池阴极催化剂研究概述

随着不可再生资源的日益枯竭和全球气候变暖问题的出现,锂-空气电池以其超高的理论能量密度和绿色环保等特点,成为满足当前大型储能装置需求的最佳候选者。在锂-空气电池的组成中,空气阴极是电池性能提升的关键。因此,本文以锂-空气电池的空气电极的结构为开端,详细阐述了各种阴极催化剂在锂-空气电池的应用,为今后锂-空气电池阴极催化剂的开发和利用提供了帮助。