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期刊信息/Journal information
储能科学与技术
化学工业出版社
储能科学与技术

化学工业出版社

丁玉龙

双月刊

2095-4239

energystorage_cip@163.com;esst_edit@126.com

010-64519601/9602

100011

北京市东城区青年湖南街13号

储能科学与技术/Journal Energy Storage Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《储能科学与技术》（Energy Storage Science and Technology）是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊，由中国石油和化学工业联合会主管，国内统一刊号CN 10-1076/TK，中国科学引文数据库核心期刊（CSCD）、中国科技核心期刊，中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）、英国科学文摘数据库（INSPEC）和美国《化学文摘（网络版）》（CA）收录，荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。
正式出版
收录年代

    高比能二次电池正极材料的X射线谱学研究进展

    陈淑媛程晨夏啸鞠焕鑫...
    113-129页
    查看更多>>摘要：二次电池具有高能量密度和长循环寿命等特点,为储存并利用清洁能源提供了有效的解决方案.为了满足社会日益增长的能源需求,进一步研究和开发二次电池迫在眉睫,而X射线表征技术可以为二次电池的研究、设计与应用提供全方位视角.基于此,本综述通过对近几年相关文献进行归纳总结,综述了X射线谱学技术在二次电池领域的最新进展以及遇到的问题,重点介绍了X射线表征技术(主要包括X射线光电子能谱、X射线吸收谱和共振非弹性X射线散射等)的基本原理、在二次电池领域的最新研究成果和科学挑战,详细阐释了不同X射线表征手段的技术特点、适用条件和独特优势,并对未来X射线谱学在二次电池领域的应用提出展望.综合分析表明,X射线表征技术可以提供一系列电极材料晶格、电子、物相结构等基本信息,实现从宏观尺度到微观尺度的电极材料结构表征,进而系统揭示电极材料晶体结构与电子结构演变、电荷补偿机制、离子与电子输运以及表界面化学过程等信息,为二次电池性能提升和技术瓶颈突破提供支持.

    二次电池正极材料X射线谱学同步辐射

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    锂离子电池快充石墨负极材料研究进展

    廖雅贇周峰张颖曦吕途安...
    130-142页
    查看更多>>摘要：锂离子电池广泛应用于电动汽车和储能领域,石墨负极材料受制于缓慢的嵌锂动力学和低的工作电位,其高倍率充放电下的容量、稳定性和安全性无法满足快充电池的应用需求.本文分析了快充石墨负极材料面临的主要挑战,着重介绍了石墨负极本征结构和浓差极化等限制其快充性能的内在因素,总结了通过石墨负极结构设计、化学修饰和表面包覆等策略提升石墨负极快充性能的方法,重点分析了增强石墨负极材料中离子电子传输、降低界面电阻等作用机理,展望了快充石墨负极的发展前景.结合现有研究成果,提出硬碳包覆微晶石墨策略,有望从材料设计层面大幅提升石墨的倍率性能,为高功率、高能量密度的LIBs石墨负极材料设计提供指导.

    锂离子电池石墨负极改性策略快充性能功率特性

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    高能量密度液流电池关键材料与先进表征

    闫苏钟芳芳刘俊伟丁美...
    143-156页
    查看更多>>摘要：氧化还原液流电池具有安全性能高、可深度充放电、设计灵活等优势,在大规模储能领域得到了广泛关注,是实现"双碳"目标的一种重要储能技术.然而,较低的能量密度限制了液流电池的应用前景,因此亟需开发高能量密度的液流电池体系.液流电池的能量密度取决于电池关键材料的性能,尤其是正、负极电解液中活性物质的溶解性和电解液的电化学活性.因此,液流电池关键材料的开发和性能表征是液流电池领域中的重要研究方向.本文综述了高能量密度液流电池的主要构建策略,着重讨论了多电子转移体系、提高活性物质溶解度、半固态流体电池和氧化还原靶向反应液流电池四种提升电池能量密度的方法,并介绍了当前液流电池领域中的先进原位表征技术,包括原位拉曼光谱、原位紫外-可见吸收光谱、原位红外光谱和原位核磁共振技术.本文总结了高能量密度液流电池关键材料的研究进展,明确了原位表征技术在揭示复杂电化学反应机理中的重要作用,并对高能量密度液流电池的应用场景进行了展望.

    电化学储能技术液流电池能量密度原位表征

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    电化学储能界面的核磁共振谱学研究方法

    欧阳意梅赵蒙蒙钟贵明彭章泉...
    157-166页
    查看更多>>摘要：深入认识电化学储能体系(如锂离子电池与锂金属电池等)表界面层的组成与结构,以及相关的物质传递、电荷存储与转移机理,对于开发宽温区、长循环与高倍率电化学储能器件具有重要的理论指导价值.电化学表界面层呈现出稀薄、无序和敏感等特征,直接观测并获取准确信息充满了挑战.在众多表征技术中,核磁共振技术表现出非侵入性和可定量等特点,是物质鉴别以及微观结构与动力学研究的重要手段.利用原位电化学核磁共振技术还能够观测电化学表界面生成的亚稳态中间相或发生的动态结构演变,为电化学储能体系表界面研究提供了独特而关键的见解.本文综述了电化学储能界面的典型核磁共振研究方法,着重介绍了一维与二维核磁共振技术、同位素示踪技术、动态核极化技术和交叉极化技术以及原位电化学核磁共振技术等方法的基本原理与应用策略.通过上述方法在电极与电解质、复合固态电解质等界面的组成结构、离子输运与界面电荷存储机理等电化学储能界面的应用实例,展示了核磁共振技术在电化学储能界面研究中的应用潜力和重要研究成果.

    界面电化学电化学原位核磁共振离子输运电化学储能

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    用于锂电池监测的声学和光学传感技术研究进展

    张怡葛筱渔李真黄云辉...
    167-177页
    查看更多>>摘要：锂电池技术的快速发展使其成为了应用最广泛的电化学储能器件.然而电池性能提升的同时也带来了日益凸显的安全问题,需要开发先进的监测传感技术获取电池内部的物理、化学信息,以更好地理解电池的内在物理化学机制并评估电池状态.基于此,本文首先介绍了电池无损监测技术的发展历史,并重点介绍了基于声学和光学的电池无损检测技术.声学传感技术只需在电池外部布设声学探头,即可获得其内部结构变化、产气等信息,是一种理想的无损监测方式.光学传感凭借其传感器体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰等优势,可以植入到电池内部,获取电池全生命周期内部热学、力学、化学等多种传感信息.通过这些先进的传感技术,能够最大限度地评估和预测电池的健康状态、工况可靠性、剩余寿命和安全性.最后本文讨论了下一代智能电池开发应用面临的机遇与挑战.

    电池监测光学传感声学传感锂离子电池

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    固体核磁共振技术解析固态电池离子输运机制研究进展

    李宇航韩卓安旭飞张丹丰...
    178-192页
    查看更多>>摘要：固态电池具有高能量密度和高安全性的特点,是下一代高比能电池的重要发展方向.固态电解质的离子电导率和固态电池多尺度界面性质共同决定固态电池的电化学性能.相比之下,离子在固态电池界面的迁移相对缓慢,这也是提高电化学性能的关键所在.然而传统表征方法有其局限性,无法有效解析固态电池纳米尺度界面对离子传输的影响.固体核磁共振技术可以原位无损地分析局域结构,并对离子传输动力学进行定量分析.本文基于作者所在团队以及国内外先进研究成果,立足于固态电池的离子传输关键科学问题,从固态电解质的离子电导率以及电极电解质界面出发,介绍分析了固体核磁共振技术在研究离子传输方面取得的研究成果.本文首先对固态电池面临的问题进行总结,其次介绍电池研究中常见的固体核磁共振方法,重点介绍了如何通过固体核磁技术解析固态电解质的晶界、离子迁移路径、复合电解质两相界面对传输机制的影响,以及电极电解质界面接触、(电)化学反应和空间电荷层对界面离子传输机制的影响.最后展望了固体核磁共振技术在未来研究固态电池科学问题方面的重要作用.

    固态电池界面离子迁移固体核磁共振

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    金属氯化物固态电解质及其全固态电池研究现状与展望

    李枫程晓斌罗锦达姚宏斌...
    193-211页
    查看更多>>摘要：基于无机固态电解质体系的全固态电池,具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等特点,被认为是下一代电化学储能电池中备受期待的候选体系.实现高性能全固态电池的关键在于设计和制备具有高离子电导率、界面稳定且易形变的固态电解质材料.金属氯化物型固态电解质作为一种新兴的材料体系,同时具备氧化物固态电解质的抗氧化性以及硫化物固态电解质的高离子传导率和机械延展性,且制备过程简单,无须严苛的环境和极高的烧结温度,可规模化生产潜力大,正逐渐成为实现全固态电池商业化的技术路线竞争者之一.本文通过对近五年来相关电解质材料研究进展的深入分析,对金属氯化物固态电解质体系的研究现状进行了系统评述,涵盖了其合成方法学、晶体结构学、离子传导机制、性能优化策略、电极-电解质界面兼容性以及实用化可行性分析等多个方面.同时,展望了金属氯化物固态电解质未来可能的发展方向,为基于金属氯化物的高性能全固态电池的研究提供了理论和实验参考.

    金属氯化物固态电解质离子传导机制全固态电池

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    面向高比能固态电池的聚合物基电解质固化技术

    李卓郭新
    212-230页
    查看更多>>摘要：聚合物基电解质是最具应用前景的固体电解质,它可以在很大程度上缓解甚至解决二次电池中电解液的泄漏、挥发、燃烧和爆炸等潜在安全问题.但是,聚合物基电解质的制备涉及到从液体到固体的固化过程,通常存在工艺烦琐、排放高、厚度难以控制等问题.特别是在规模化生产高比能固态电池过程中,电解质的界面相容性、均匀性、厚度及制备/加工便利性十分重要,这些因素对聚合物基电解质的固化工艺来说是一个较大的挑战.基于此,本文全面总结了聚合物基电解质制备的非原位固化和原位固化两种固化工艺的具体方法,并通过实例重点阐述了固化工艺、固化机理、材料选择、固化工艺优缺点及其在锂二次电池中的应用和研究进展.最后,我们评估并展望了面向高比能固态电池的聚合物基电解质固化的关键材料选择、关键科学及工艺问题、普适性、规模化应用挑战和未来发展趋势.本综述有助于深入理解面向高比能固态电池的聚合物基电解质的固化工艺,有望促进聚合物基电解质及其固态电池的规模化生产和应用.

    聚合物基电解质原位固化技术非原位固化技术固态电池材料选择

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    室温钠硫电池硫正极催化剂的研究进展

    黄祥龙李怡徐茂文
    231-239页
    查看更多>>摘要：室温钠硫电池因其正负极材料丰富的自然资源、低廉的成本和优异的能量密度被视为极具竞争力的电化学储能系统.然而,严重的穿梭效应和缓慢的反应动力学是制约室温钠硫电池可持续发展和实际应用的两大障碍.在硫正极中引入适当的催化剂被广泛证明是一种可以抑制多硫化物的穿梭效应并促进其氧化还原动力学的有效策略,并在近年来成为了该领域的研究焦点.本文从材料设计和优化的角度入手,首先总结了在室温钠硫电池硫正极中被报道的金属、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物、金属碳化物、MXenes、金属单原子及其他在内的各种主流催化剂,并讨论了调节催化剂的吸附和催化性质的各种有效调节策略,包括尺寸缩减、缺陷工程、电化学钠化及异质结工程等.最后,针对室温钠硫电池正极用催化剂的研究现状指出了其未来的发展趋势,并基于室温钠硫电池面临的重大挑战,从基础理论研究和实用化设计两个层面展望了其未来的发展方向.

    室温钠硫电池穿梭效应催化剂动力学

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    富锂层状氧化物正极材料"可逆高氧活性"的研究进展

    方泽平邱报刘兆平
    240-251页
    查看更多>>摘要：在当前已知的锂离子电池正极材料中,富锂层状氧化物的放电比容量高出传统正极材料将近一倍,因而被认为是开发新一代高能量密度电池的理想材料.它一般由Li2MnO3和LiTMO2在纳米尺度上形成两种层状结构或固溶体,其充放电反应机制包括过渡金属活性和晶格氧活性,发挥可逆高氧活性直接决定着材料的放电比容量、循环稳定性等问题,材料的化学组成、微观结构、合成加工等关键因素直接控制着高氧活性的可逆性.本文详细地介绍了中国科学院宁波材料所近几年围绕富锂层状氧化物"可逆高氧活性"的研究进展.首先揭示了富锂锰基层状氧化物中不同元素氧框架结构基元的存在形式对氧活性的作用规律,其次探讨了不同维度的颗粒尺寸和晶畴尺寸对氧活性的影响机制,再次发展了优化体相结构及表面改性对氧活性的稳定性策略和提出了构筑体相无序结构抑制电压衰减的方法,最后探索构建了高比能富锂锰基电池新体系.这些研究结果为低成本、高容量富锂层状氧化物正极材料的设计制备和实际应用提供了理论支撑和方法指导.

    富锂层状氧化物可逆高氧活性含钴富锂相晶畴尺寸表面改性电压衰减

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