锂离子电池厚电极结构设计的研究进展EI北大核心CSCD

为了满足储能系统和电动汽车市场对于高能量密度和快充的需求,兼具高能量和高功率密度的锂离子电池得到了广泛的关注。厚电极结构设计能够显著提高电池的能量密度并降低成本,且能与各种电极材料相兼容,是发展高能量密度锂离子电池的研究热点之一。厚电极通常面临着力学性能差和反应动力学慢等问题,因此构建力学性能良好和完善的锂离子及电子传输网络的厚电极至关重要。本文首先分析了厚电极的电化学特性和关键科学问题,然后梳理了目前构建厚电极的各种策略及其优势,最后探讨了厚电极的设计原则和发展方向。     

柔性阻变存储器材料研究进展EI北大核心CSCD

本文简述了阻变存储器的基本结构、工作原理、发展历程和研究现状,归纳总结了柔性阻变存储器的材料体系,包括介质材料、电极材料和基底材料,以及柔性阻变存储器材料体系的总体趋势和最新研究进展;分析了柔性阻变存储器的性能特点,包括存储性能和力学性能。阐述了发展柔性阻变存储器的重要意义与面临的挑战,提出了该领域现在研究中存在的不足和未来需要进一步研究的方向。得出力学性能稳定的高电导可拉伸电极和存储性能稳定的可拉伸介质是柔性阻变存储器材料今后发展的主要方向。     

基于微结构的柔性压力传感器设计、制备及性能

随着科技的快速发展,电子皮肤和柔性可穿戴设备由于在人体运动、健康监测、智能机器人等领域具有重要应用而引起了人们广泛的关注。传统的基于贵金属或金属氧化物半导体的压力传感器成本高、柔韧性差,而新型的基于微结构的柔性压力传感器具有灵敏度高、应变范围宽、低成本、低功耗、响应速度快等优势,在电子皮肤和柔性可穿戴设备等方面发挥重要作用,成为当前柔性电子材料与器件主要研究热点之一。本文系统总结了近年来颇受关注的基于金字塔形、微球形、微柱形、仿生结构、褶皱等不同柔性基底微结构和多孔导电聚合物材料的柔性压力传感器在材料选择、结构设计、制备方法、传感性能等方面取得的重要进展,并对柔性压力传感器的未来发展进行了展望。     

聚合物基柔性导电应力应变复合材料的研究进展EI北大核心CSCD

柔性导电应力应变材料具有优异的拉伸性、导电性,在传感器、可折叠电子设备等方面有广泛的应用,其中聚合物基柔性导电应力应变材料因制备方法简单且性能优异而受到广泛的关注。文中综述了应用于应力应变传感方面的聚合物基柔性导体的制备方法的研究进展,包括直接混合法、表面改性法、喷涂打印法和渗透填充法以及表征手段,并总结了该领域存在的问题,展望了该领域今后的研究方向。     

柔性超级电容器电极材料制备方法研究进展

随着柔性超级电容器在可穿戴、小型化、便携式、柔性消费电子产品中的潜在应用,新材料、新加工技术和新设计得到了推广。电极材料是柔性超级电容器中重要的组成部分,其优异的性能决定了整个器件的应用。通过介绍柔性超级电容器电极材料的制备方法,总结了柔性超级电容器现阶段发展所面临的挑战,期望为制备高性能的柔性超级电容器提供参考。     

基于静电纺纳米纤维的柔性可穿戴压力传感器的研究进展EI北大核心

柔性可穿戴压力传感器具有舒适性高、可编织性强以及可模仿人类皮肤对外界刺激做出敏锐的感知和响应等独特性能,可作为人工电子皮肤被广泛应用于医疗检测、疾病诊断、人体运动跟踪以及健康监测等领域。近年来,基于柔性可穿戴压力传感器的设计、构筑、性能探究和开发受到研究者的广泛关注。利用静电纺丝法制得的纳米纤维膜具有孔隙率高、比表面积大、易于功能化改性等优点,使其在柔性传感器构筑领域展现出极大的应用潜力。基于此,本文对静电纺纳米纤维在柔性可穿戴压力传感器方面的研究及进展进行了综述。简要介绍了可穿戴压力传感器的特点,阐述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维在制备柔性可穿戴压力传感器方面的优势,重点讨论了基于静电纺的柔性可穿戴压力传感器在不同领域的研究应用,最后对低成本制造具有高分辨率、高灵敏度、精确的响应性的基于静电纺的柔性可穿戴压力传感器研究做了总结和展望。     

3D打印柔性可穿戴锂离子电池

利用挤出式3D打印技术制备纺织物结构的自支撑柔性锂离子电池电极的新方法,并采用高浓度的聚偏氟乙烯(PVDF)作为黏度调节剂、碳纳米管(CNT)作为导电剂、磷酸铁锂或钛酸锂作为电极活性材料,配制了具有可打印性的"墨水",其表观黏度接近105Pa·s,该"墨水"表现出明显的剪切变稀行为,同时存储模量平台值也高达105Pa,其优异的流变学性质对于打印和固化过程十分有利。电化学测试结果表明,两种打印电极具有稳定且十分匹配的充放电比容量,因此由二者组装的软包袋装全电池也具有高达~108mAh·g^-1的放电比容量(50mA·g^-1),弯曲后,在同样的电流密度下其放电比容量约为111mAh·g^-1。     

基于聚二甲基硅氧烷柔性传感器的研究进展EI北大核心CSCD

与传统应变传感器相比,柔性传感器的柔韧性、可穿戴性和实时监测是独特的优点,近年来柔性传感器快速发展并应用于医疗检测、可穿戴设备等多方面,由于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的优异理化性质,常作为柔性传感器基底。文中总结了近年来用PDMS作为柔性传感器基底的研究工作,首先对PDMS纳米复合材料的传感机理进行详细的介绍,包括压阻式、电容式与压电式传感机制;然后对以碳纳米管(CNT)、石墨烯与纳米银等为纳米填料的PDMS基柔性传感器进行了详细综述;最后,对PDMS基柔性传感器的研究现状及存在的问题进行了总结并做出展望。     

“储能材料”专题序言EI北大核心CSCD

2020年9月,中国在联合国大会上向世界宣布了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。当前,全球已有部分国家和地区率先实现了碳中和;部分国家和地区已将碳中和目标写入法律或在立法进程中。优化能源结构,以新型清洁能源替代传统化石燃料是实现上述目标的重要途径。目前,世界多国已将大规模储能技术定位为支撑新能源发展的战略性技术。该技术在提高能源利用效率、增加可再生能源利用比例、保障能源安全、推动能源转型中发挥着主导作用。     

储能相变材料制备方法研究进展

潜热储能是充分利用太阳能等洁净能源的一种有效方法,储能相变材料具有潜热存储密度高、相变时保持温度基本不变等特点,在清洁能源应用领域表现出广阔应用前景。从机械法、物理法和化学法等几方面总结了储能相变材料制备方法,同时分析了各种方法的特点。     

Self-healing flexible/stretchable energy storage devices

During the past decade, flexible/stretchable energy storage devices have garnered increasing attention, with the successful development of wearable electronics. However, due to the repeated deformation accompanied with the electrochemical depletion process, these devices suffer from unavoidable damage, including cracks, crazing, puncture and delamination, which can lead to serious performance degradation or even safety issues. Simultaneously, inspired by biological organs, self-healing capability is found to be a promising approach to address these issues by restoring the mechanical and electrochemical performance. This review first summarizes the structural design and features of various flexible/stretchable energy storage devices, from 1D to 3D configurations. Then, basic concepts and three self-healing mechanisms, including capsule-based systems, vascular-based systems, and intrinsic healing systems are analyzed along with a brief look at existing applications. Then we review all the important parts of state-of-art flexible/stretchable self-healing supercapacitors and batteries including electrodes, electrolytes, substrates and encapsulation. Moreover, a detailed evaluation of methodologies for flexibility, stretchability and self-healing capabilities are described in detail. Finally, the critical challenges and prospects of future promising solutions for self-healing flexible/stretchable energy storage devices or even electronics are provided.     

锂离子电池用多孔电极结构设计及制备技术进展

随着人们对锂离子电池需求的日益增加, 高能量密度和高功率密度锂离子电池技术成为研究热点之一。材料改性及新材料开发能有效提高电池的能量密度, 除此以外, 孔隙率、孔径大小与分布、曲折度及电极组分分布等电极的微观结构参数也是决定电极及电池性能的关键因素。通过优化电极结构设计提升高比能电池的性能逐渐成为人们关注的焦点。本文综述了锂离子电池多孔电极结构设计优化的研究进展, 总结了多孔电极结构设计要素及制备方法, 最后对电极结构设计优化以及推动新型制备技术的规模化应用在高比能锂离子电池领域的未来发展前景进行展望。     

不同维度碳基纳米材料的设计与合成及其在电化学储能中的应用

随着环境的恶化和能源危机,太阳能、风能等可持续能源的存储和利用变得迫在眉睫.电化学储能(EES)装置作为有效存储这些新兴能源的手段,受到越来越多的关注.电极材料对EES的性能至关重要,碳基纳米材料因其独特而突出的优势成为极有前途的电极材料.电极材料的结构设计和可控合成决定了EES的电化学性能.围绕碳基纳米材料独特而突出...     

自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

自修复聚合物材料能够自行修复在加工和使用过程中产生的微观或者宏观损伤,从而解决材料内部微裂纹难以检测和修复的问题,保持其结构和功能的完整性。将自修复聚合物应用于电化学储能器件中,可有效提升器件的安全可靠性和使用寿命,成为近年来的研究热点之一。本文概括介绍了外援型和本征型自修复聚合物材料的修复机理,着重总结了不需要修复剂、且可实现多次可逆修复的本征型自修复聚合物应用于电化学储能领域的研究进展,以储能器件的电极、电解质以及界面为出发点,综述了自修复功能聚合物分别作为高比能电极黏结剂、界面修饰层、可自修复电解质的研究进展,阐述了自修复机理及其对储能器件电化学性能的影响规律,探讨了自修复聚合物材料在储能领域未来的发展方向。     

蓄能技术在水产品冷库制冷系统中的应用与分析

结合目前水产品冷库的现状,提出适用于水产品冷库的蓄能技术。阐述蓄能技术的分类、应用的必要性及现状。提出以氨／硝酸锂为工质的制冷潜能储存系统,进行热力性和经济性计算,并与目前用于水产品冷库的常规氨双级压缩制冷系统进行比较。结果表明：潜能储存系统的热力性能比常规系统提高10．65％;虽然初投资增加30．45万元,但每年节约运行费用（折合为电费）44．7万元;动态投资回收期为0．72年,经济寿命周期为16年（比常规冷库系统长4年）。     

凹凸棒土吸附相变储能复合材料制备及其热物理性能表征

基于凹凸棒土对有机物的良好吸附性能,以凹凸棒土为吸附介质、石蜡为吸附对象,制备有机/无机复合相变材料。由于有机相变材料被吸附到微孔中,使其相变在固定的空间内进行,从而避免了材料在液相状态下的流动和渗漏问题。试验结果显示,坡缕石占80%的凹凸棒土吸附石蜡的最优质量比为2∶1。DSC的测试显示,复合相变材料的焓变值与凹凸棒土和石蜡的吸附比例相关,凹凸棒土中坡缕石的含量越高,凹凸棒土的吸附能力就越强,复合相变材料的焓变值也就越大。温度循环试验的结果显示,复合相变材料具有良好的储(放)热性能,在环境温度上升和下降的过程中,能够储存和释放热量,这不仅增加了环境温度的惰性,也使能量能够在不同的时间和空间进行迁移,从而达到一定的节能效果。     

医用铂金内电极制备工艺的研究

剖析了美国医用内电极样品，研究了医用铂金内电极的制备工艺，分析了影响电极戍型的参数，制备出符合美国医用内电极标准的铂金内电极。