水滑石基电极材料的结构调控及电化学储能应用研究进展

水滑石是一种具有层板金属阳离子可搭配、层间客体可替代和高分散性的二维层板状纳米材料,在能量存储与转换应用领域获得广泛的关注和研究.但由于水滑石自身存在容易聚集和电导率差并且在电化学循环过程中易粉化的问题,因此需对水滑石基电极材料进行针对性结构设计,从而提高其电化学性能.系统介绍了水滑石材料的结构与性质特点和当下对其结构...     

电化学储能材料及储能技术研究进展

电化学储能材料及储能技术是新能源利用和实现双碳目标的关键。本文结合上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室的研究成果,综述了近年来电化学储能材料及储能技术的最新研究进展,包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和超级电容器等,分析了各电化学储能技术目前存在的主要问题,从电化学储能机理的角度出发,介绍了正负电极、隔膜、电解质和集流体等电化学储能材料组成和结构的改进方法,为开发大容量、长寿命、高安全、低成本的电化学储能器件提供新的思路。最后,对电化学储能技术的未来发展趋势提出了展望,即探索全固态电池、金属-空气电池等新一代储能器件,拓展电化学储能器件在全温度、柔性条件下的适用性。     

电化学电容器电极材料的研究进展

电化学电容器因具有比二次电池更高的能量密度、更好的循环稳定性以及比传统双电层电容器更高的功率密度而受到了高度关注。对超级电容器的三大类电极材料的研究现状进行了综述。展望了超级电容器电极材料的应用前景以及超级电容器电极材料今后的主要研究方向。     

三聚氰胺树脂作为碳基材料前驱体在电化学储能电极材料中的研究进展

电极材料是影响电化学储能系统性能的主要因素，目前，对其性能改善的研究主要集中于结构的优化和杂原子的引入两个方面。以三聚氰胺树脂为前驱体制备的碳基材料凭借其丰富的孔道结构和高含量的氮原子掺杂双重优势，在电化学储能设备的电极材料的应用中表现出高电容性能和出色的循环能力。本文从活化法、模板碳化法、混合聚合物碳化法等孔道控制工艺，探讨了孔道结构对于材料性能的影响。针对当前主流研发的电池和超级电容器，对以三聚氰胺树脂为原料制备的碳基材料展开综述，并分析其研究现状与发展趋势。     

电化学检测重金属离子改性电极的研究进展

水体污染是环境污染的一个主要方式。快速、准确的检测重金属离子已经成为环境保护的一个重要的研究方向。电化学检测法凭借简便、快捷、成本低、可原位检测等特点,成为一种十分重要的重金属离子检测手段。通过改性提高电化学检测中工作电极的敏感性,使工作电极具有更低的检测极限和更宽的检测范围,是电化学法检测重金属离子的研究重点。本文综述了不同改性电极对重金属离子检测的影响,并探讨改性电极对重金属离子检测的增强机制。     

蓬勃发展的电化学储能材料

能源是21世纪最重要的主题之一.目前,随着化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的不断消耗以及带来的环境污染问题,人们对可再生清洁能源(太阳能、风能等)的需求越来越渴望,这也是社会可持续发展的必然选择.然而,新能源迅速发展的同时,"三弃(弃风、弃光、弃水)"现象正持续恶化.储能是实现新能源多功能、绿色和高效利用的重要环节,受...     

有机相变储能材料的复合改性研究进展

有机相变储能材料作为相变储能材料的一种,因其相对于其它相变材料具有相变温度适应性好、相变焓值高等优点而被广泛应用在太阳能、建筑节能等领域。但此类相变材料在相变过程中材料变形较严重,出现渗出渗漏等问题,所以本文主要综述了有机相变储能材料的复合改性研究方法。首先介绍了有机相变储能材料在应用中存在的问题,然后介绍了改善问题的主要研究方法,最后列举当前复合改性相关的研究成果及具体方法。     

构建多巴胺电化学传感器电极材料的研究进展

由于多巴胺在生物系统中的临床重要性,使得其检测受到广泛关注。电化学检测因具有对生物体损伤小、操作简单、精确度高等优点而被广泛应用。电极修饰材料是电化学检测中决定多巴胺检测性能的关键所在。对近年来应用在多巴胺检测中的电极修饰材料及其性能进行了综述。     

高熵电化学储能材料的研究进展与新机遇

能源革命中的新范式对电化学储能技术提出了更高的要求,而储能材料是电化学储能技术发展的关键。近年来,高熵作为一种新兴的材料设计策略,极大地扩展了电化学储能材料设计空间,有望用于突破当前电化学储能材料综合性能瓶颈,为电化学储能技术发展提供新动力。重点介绍了高熵电化学储能材料在锂离子电池、钠离子电池以及超级电容器电极材料方面的研究进展;简述了高熵材料的基本概念,主要包括高熵的定义与相关效应。从高熵的视角,总结了相关效应对电化学储能材料结构特性及性能的影响规律。最后,总结了对未来高熵电化学储能材料发展所带来的新机遇与新挑战提出了个人理解。     

改性酚醛树脂基多孔碳材料电极材料研究进展

酚醛树脂多孔碳材料具有良好的热稳定性,而且来源丰富、价格低廉,主要作为双电层电容的电极材料来使用,本论文主要讨论和介绍了提高酚醛树脂多孔碳材料比电容和电化学性能的几种方法,比如通过改性调节孔的形貌及结构、大小,或者利用掺杂的方法加入部分赝电容,以及增强多孔碳材料的石墨化程度来增大比表面积和导电性能。总结了各种方法的特点以及今后酚醛树脂多孔碳材料作为电极材料的发展趋势和要求。     

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。     

电化学技术制备析氢电极材料的研究进展

电化学方法是制备析氢电极材料最常用、最简单的方法之一。介绍了采用电化学方法制备晶态合金、纳米晶合金、非晶态合金及复合金属等析氢电极材料的研究进展,并对电极催化析氢机理进行了概述。     

电化学提锂体系及其电极材料的研究进展

近年来,随着新能源汽车和电子类产品的快速发展,锂及其化合物得到广泛应用,使得全球对锂资源需求量剧增,锂资源的开发利用也越来越受重视。因盐湖卤水中含有大量锂资源,近年来盐湖卤水选择性提锂成为研究热点和主要途径。盐湖提锂的多种技术方法中,电化学提锂具有高效节能、安全环保等优势而备受关注。本文对近年来国内外电化学方法提锂的研究工作进行了综述,包括工作电极和对电极的研究进展以及不同电化学提锂体系的构建等。另外,还对电化学方法提锂未来的发展方向给出了建议和展望。     

电化学提锂技术中电极材料和电极体系的研究进展

锂及其化合物具有广泛的应用前景,锂资源需求越来越大,因此,开发能实现高储量、低品位的（浓）海水/卤水锂资源高效提取的方法具有重要意义。近年来,电化学提锂技术因其高选择性、低能耗和环境友好等特点而成为研究热点。本文针对电化学提锂技术中锂吸附电极材料的选择/制备和电极体系构建两方面的研究进展进行了归纳分析。在锂吸附电极材料的选择/制备上,基于高锂离子选择性的LiFePO₄、LiMn₂O₄和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电极被逐渐开发应用。在电极体系构建上,与具有阴离子可逆交换性能的AgCl、ZnCl₂和聚吡咯对电极所构成的电极体系可避免副反应发生,能耗较低;不含其他对电极材料的“摇椅式”结构电极体系可降低电极成本,提高提锂效率。此外,指出了目前电化学提锂技术尚存在的不足,未来可从电极材料制备、提锂过程优化、装备设计三方面进行研究,以推进电化学提锂技术的发展与应用。     

超级电容器活性炭电极材料改性技术研究进展

为解决活性炭电极在实际应用中存在的比电容小、能量密度低的问题,可采取对活性炭进行二次改性的方法优化其结构,确保其在工作过程中能较好地进行充放电。本文综述了活性炭孔径结构调整和表面改性的常见方法和最新的研究成果,并对活性炭改性技术发展趋势进行了展望。     

有机金属骨架材料在电化学储能领域中的研究进展

金属有机骨架材料（MOFs）由于其高比表面积、可调孔结构以及多样的组成等引起了学者们的极大关注,尤其在电化学储能领域取得了较大的研究进展。本文综述了近几年MOFs基材料在锂硫电池、锂离子电池和超级电容器等电化学储能领域中的应用。详细介绍了MOFs及其复合材料作为锂硫电池正极载体时与活性物质的作用机理,探讨了MOFs对活性物质硫的物理封装和化学配位作用。此外,阐述了MOFs衍生碳材料因独特孔结构、较强导电性和丰富活性位点等作为电极材料时对电池性能的提升。最后对MOFs基材料在电化学储能中的研究前景作出了展望,指出MOFs基材料中杂原子比例的控制和孔道设计是未来研究的重点。     

元素掺杂生物质炭材料在电化学储能中的研究进展

在“双碳”目标的背景下,新型生物质炭材料的开发及其在电化学储能领域中的应用引起了人们广泛的关注。在各种优化生物质炭材料性能的方法中,元素掺杂能够解决比容量低、稳定性差的问题,为提高生物质炭材料电化学性能提供了一种简单、有效的方法和策略。本文从植物基、动物基和微生物基三方面介绍了元素掺杂生物质炭材料的来源,并根据掺杂元素的种数将元素掺杂生物质炭材料归纳为单元素掺杂和多元素共掺杂。回顾了元素掺杂生物质炭材料在超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池等电化学储能器件中的应用,在此基础上分析了其化学组成和微观结构对电化学性能的影响。同时对其今后的发展和商业化前景做出展望,指出掺杂元素的种类和含量的调控、制备方法和工艺的优化、生物质自掺杂属性的激活仍是目前亟待解决的问题和未来的发展方向。     

CoO改性炭电极电化学电容器研究

以普通活性炭为基材,用Co(NO_3)_2溶液浸渍和高温热解法制备改性炭材料。采用循环伏安、恒流充放电、漏电流测试等电化学方法研究了由改性炭电极构成的电化学电容器的性能。结果显示虽然改性炭的比表面积比原炭有所下降,但是比电容却显著增加,从130.1F/g增加到198.8 F/g,提高了52.8%;其相应的体积比电容高达136.9 F/cm~3。     

超级电容器复合电极材料的制备与电化学性能研究进展

针对超级电容器的电极材料,系统介绍和评述了不同结构设计锰氧化物/纳米多孔金属基复合电极材料的制备方法与电化学性能的最新研究进展,指出了潜在研究方向。