孕育中的新能源材料板块

新能源材料主要指新型储能材料和新型能量转换材料。前主要指镍氢电池和锂离子电池等两类二次电池。后则包括燃料电池(FC)以及太阳能电池。     

黑磷在离子电池中的应用研究进展

新型纳米材料黑磷呈二维折叠层状结构,具有独特的光电特性,其理论容量大、载流子迁移率高、氧化还原电位低、带隙可调,在电化学储能、光催化制氢、癌症靶向治疗等领域应用前景广阔。尤其是在电化学储能领域,因其高达2 596 mAh/g的理论比容量,已被作为锂离子电池与钠离子电池的负极材料得到了广泛的应用,是可充电电池理想的负极材料之一。综述了黑磷在离子电池领域的应用,旨在为后续黑磷的结构设计奠定基础,为储能领域蓬勃发展铺平道路。     

相变储能材料的最新研究进展与应用

相变储能材料是通过自身物相变化来实现能量存储与释放的材料,可用于提高能量利用效率和开发可再生能源,是能源和材料科学领域的重要研究方向之一。本文重点介绍了相变储能材料的分类和各自存在的优缺点,对近年来国内外相变材料的研究应用进行了综述,并提出未来相变材料的研发重点。     

者能电池产业经济与检测认证

储能电池是新能源产业链中的重要一环,市场前景好。本文主要分析了储能电池产业的现状与未来发展趋势,并且分析了国内外检测认证机构现状,汇总了相关的检测标准与规范,分析了相关关键检测项目,指出检测试验室建设中需要注意的问题,为相关科教工作者提供参考。     

中国能源材料战略需求与中长期科技发展

能源材料是材料的一个重要组成部分，包括新能源技术材料、能量转换与储能材料和节能材料等。其中，新能源技术材料是核能、太阳能、氢能、风能、地热能和海洋潮汐能等新能源技术所使用的材料；能量转换与储能材料是各种能量转换与储能装置所使用的材料，是发展研制各种新型、高效能量转换与储能装置的关键，包括锂离子电池材料、镍氢电池材料、燃料电     

储能锂电池模组SoE运行区间评估方法研究

为提高电池储能单元控制精度,保证储能系统高效稳定运行,研究了储能锂电池模组能量状态（state of energy,SoE）运行区间。在分析跟踪计划发电、风光功率平滑运行模拟工况,以及电池电压极差、电池电压标准差系数等评估指标的基础上,提出了储能锂电池模组SoE运行区间评估方法。然后,对实际运行的锂电池模组进行了跟踪计划发电、风光功率平滑模拟工况试验,并通过分析电池电压极差、电池电压标准差系数的变化,确定了2种运行工况下锂电池模组的SoE运行区间。研究结果表明,采用分析模拟工况试验中电池电压极差、电池电压标准差系数的方法能有效评估储能锂电池模组的SoE运行区间,为提高储能单元能量利用率提供了技术手段,对于保证锂电池储能系统高效稳定运行具有指导意义。     

电池型电容器技术发展趋势展望

发展可再生能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的最重要保障之一。然而,太阳能、风能等新能源出力的不稳定性对储能器件的能量特性和功率特性都提出了更高要求。首先,对传统锂离子电池和超级电容器的技术特征进行论述,提出在新的电网储能要求下发展电池型电容器技术的必要性。然后,从正极材料的改进、负极材料的改进,以及极片结构、集流体与极耳的革新3个方面,详细讨论了电池型电容器关键材料的技术发展方向。最后,提出储能器件的三大核心要素及其“二合一”或“三合一”效应的搭配,以满足对成本、安全性、功率特性和能量特性的多样化需求,并对电池型电容器的发展趋势进行了展望。     

电力储能用锂离子电池标准化发展分析

完善的锂离子电池标准体系是锂离子电池储能电站安全运行、锂离子电池性能高效应用的重要保障。本文结合当前锂离子电池产业发展现状,从组成电池的关键材料、运输、生产检测等方面出发,梳理了储能用锂离子电池的标准并分析其中存在的不足,对锂离子电池标准化未来的工作重点和发展路径提出了建议。     

3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展

石墨烯优异的力学和物理性能使其成为理想的储能材料。因结构精确可控,易实现规模化制备,3D打印石墨烯材料有望在储能领域得到广泛应用。本文全面综述了3D打印石墨烯制备技术及其在储能领域的应用研究进展。石墨烯墨水的黏度和可打印性是实现石墨烯3D打印的制约因素。实现工艺简单、浓度可控、无黏结剂石墨烯墨水的规模化打印将成为3D打印石墨烯制备技术未来的研究热点。石墨烯超级电容器、锂硫电池、锂离子电池等储能元件一体化打印成型是3D打印石墨烯在储能领域应用的发展方向。     

相变储能混凝土的研究

相变储能技术对能源的开发和合理利用具有重要意义,在太阳能利用、工业余热回收等方面有着显著的优点.相变储能材料能将暂时不用的能量储存起来,到需要时再将其释放,这就可以缓解能量供与求之间的矛盾,节约了能源.通过把制备的活性炭储能骨料和石墨导热功能基元材料加入混凝土中,取代其中的卵石和河砂,用普通混凝土的制备技术制备相变储能混凝土.实验结果表明,活性炭储能骨料的加入使混凝土中储存了大量的相变材料,制得的储能混凝土的比热容明显高于普通混凝土,石墨提高了其导热系数,但活性炭储能骨料和石墨的加入导致制品的抗压强度下降剧烈.红外光谱证实储能混凝土中的相变材料没有同其它物质反应,因此具有良好的储能效果.     

我国全钒液流储能电池研究取得进展

由中科院大连化物所张华民团队自主研发的全钒液流储能电池-LED屏幕示范系统,自2007年7月至今,已无故障连续运行超过一年,累计运行时间超过8800h。该示范系统由干瓦级电池系统、能量管理控制系统和LED屏幕（负载）等3部分组成,其核心是额定输出2kW的全钒液流电池系统。迄今,电池系统的输出性能未见明显衰减。上述成果表明,大连化物所在提高全钒液流储能电池的稳定性和耐久性方面取得了重要进展。     

储能技术的应用研究

随着环境污染和资源浪费问题的日益突出,新能源的重要性已越来越明显。对于可再生能源而言,储能系统则起着举足轻重的作用。它不仅解决了新能源发电的不稳定特性,又可以将额外的电能储存起来。上海电气中央研究院结合实际情况自主研发了100 kW的储能系统,为进一步自主研发1 MW储能系统提供了基础。     

飞轮储能技术及产业发展概况

飞轮储能(Flywheel Energy Storage)是将能量以动能的形式储存在高速旋转的飞轮中,它主要由高强度合金和复合材料的飞轮转子、高速轴承、电动/发电机、电力转换器和真空安全罩(真空室)组成,如图1所示。其基本原理是由电能驱动飞轮高速旋转,将电能转变为飞轮动能进行储存。     

相变储能材料的应用及研究现状

相变储能材料将暂时不用的能量储存起来,到需要时再将其释放,从而可以缓解能量供与求之间的矛盾,节约能源,因此受到越来越广泛的重视和深入的研究.介绍了相变材料在太阳能、建筑、纺织行业、农业等工业与民用方面的应用,概括和评述了相变储能复合材料的制备方法及其研究进展,指出当前存在的问题以及目前值得深入研究的课题.     

相变储能材料的研究与发展

储能技术是通过物理或化学变化将某种能量存储,然后在后续过程中释放利用的技术,现多用于电力系统、交通运输、太阳能利用和移动电子等设备中,能够有效节约能源和提高能源利用率。相变储能材料是相变储能技术的关键载体,对其应用起着重要作用。本文对相变储能材料的基本特征、应用领域、储能原理以及分类等方面作了简要的介绍。并依据成分分类,对目前国内外研究的无机类、有机类、金属基及复合类相变储能材料进行了综述。详细介绍了不同材料的种类、性质、优缺点、适用范围等。最后指出了当前相变储能材料存在的不足,并展望了相变储能材料未来的发展方向和应用前景。     

超导储能应用于电力方面的研究

概述了超导储能的优越性及其在电力工业中的应用前景，介绍和分析了超导储能应用研究和开发的进展，对我国开发超导储能电力应用研究提出了建议。     

电介质储能薄膜的研究现状及提高储能密度的方法

随着能源危机和环境污染问题的日益突出,新能源的研发是当前人们密切关注的重要研究领域之一。除新能源的收集外,能量的存储也日益受到人们的重视。常见的储能器件有电池、燃料电池、超级电容器和电介质电容器等。其中电池和燃料电池的能量密度高,但功率密度低;传统电介质电容器的功率密度高,但储能密度低;超级电容器的功率密度和能量密度介于电池和传统电容器之间。电介质电容器具有介电常数高、介电损耗低、功率密度高、充/放电速度快、工作电压/电流大、可靠性好、温度稳定性好等优点,已经被应用于脉冲功率器件领域。双轴拉伸聚丙烯(BOPP)已经实现了商业化应用。但电介质电容器固有的储能密度较低,限制了其应用范围。如何提高电容器的储能密度成为亟待解决的一个关键问题,也是目前人们研究的重点。与块体材料相比,薄膜电容器的耐压强度高,因此其储能密度高。本文的关注点就是无机储能薄膜的研究现状及提高其储能密度的方法。目前已经对储能薄膜开展了大量的研究,其结构体系有很多,如钙钛矿结构、铋层状结构、焦绿石结构、单金属氧化物薄膜等。其中钙钛矿结构薄膜是研究最早、最多的一类。目前,用磁控溅射或激光脉冲沉积制备的无铅钙钛矿结构薄膜的储能密度达100 J/cm~3以上。然而,由于薄膜制备方法多、工艺复杂,会产生很多因素影响其性能,特别是储能密度。薄膜工艺的可重复性和性能的稳定性是非常重要的。综合文献资料可知,提高储能密度的方法主要有:(1)元素掺杂或多相复合形成固溶体,可以提高极化和耐压强度,从而提高储能密度,该方法是一种比较简单易行的常见方法;(2)制备工艺的改进也可以提高薄膜的储能密度,改进的方法有退火工艺、局域场工程、取向、应力、电极等方面的调控;(3)叠层结构等异质结构界面调控是近年来兴起的一种提高薄膜储能密度的方法,已取得明显效果。本文概述了评价电介质储能特性的主要参数,简要介绍了电介质的分类,归纳了钙钛矿结构、焦绿石结构、氧化物结构等几类储能薄膜的研究现状,分析总结了提高薄膜储能密度的方法,最后对无机储能薄膜的发展趋势进行了展望,以期对无机储能薄膜的研发提供一定的参考。     

大容量电力储能调峰调频性能综述

新能源大规模并网后带来电网频率调节问题,大容量电力储能技术是有效解决途径之一。通过对电力储能的类型和应用场景进行分析,指出在电网调峰调频发挥作用的大容量储能有电化学储能、抽水蓄能、飞轮储能以及压缩空气储能4种类型,介绍了这4种大容量电力储能的性能特点,对其参与电网调峰、一次调频、二次调频性能进行综述,比较各种大容量电力储能调峰调频的特性,指出下一步研究发展趋势。     

MXene在锌离子电池中的应用:研究进展与展望

可充电锌离子电池(ZIBs)以其低成本、固有安全性、高比能量和环保特性而在大规模储能领域中引起了极大的关注。尽管对ZIBs的正极、负极以及电解质的研究不断取得突破, ZIBs的实际性能仍难以达到实用化的要求,关键在于缺少先进材料的开发。MXene作为一种新型的二维材料,具有各种优异的特性包括丰富的原料、可定制的结构和独特的理化特性。二维(2D)MXene在ZIBs中的应用已经取得了重大进展。本文简要总结了用于ZIBs的MXene的多种合成路线、MXene的环境稳定性、形态和结构特征以及化学性质的进展;详细阐述了MXene基阴极、阳极和电解质/隔膜的最新发展,丰富的成果表明MXene材料具有实现高性能ZIBs的巨大潜力;归纳探讨了增强基于MXene的ZIBs性能的策略,包括离子插层调控、表面接枝修饰、杂原子掺杂、层间距拓宽等;最后,提出了基于MXene的ZIBs面临的挑战,展望了未来前景,旨在为开发实用化MXene基储能器件指明方向。     

我国全钒液流储能电池研究取得新进展

据报道,我国自主研发的全钒液流储能电池LED（发光二极管）屏幕示范系统,已无故障连续运行超过1年,累计运行时间超过8800h,从而标志着全钒液流储能电池研究与应用取得重要进展。全钒液流储能电池的研究和应用,由中国科学院大连化学物理研究所研究员张华民领导的研究小组具体实施。