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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

    锂离子电池用PET-Cu复合集流体拉伸性能研究

    肖峰程福来罗雪梅张广平...
    1755-1766页
    查看更多>>摘要：随着锂离子电池技术的不断发展,复合集流体因其具有显著提升电池能量密度和安全性高等优势而引起了产业界的广泛关注.而复合集流体的力学性能可靠性是保证其安全服役的前提,为此,本文针对商业用聚对苯二甲酸乙二醇酯-铜(PET-Cu)复合集流体的拉伸性能开展了系统性的研究.利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射等技术手段对复合集流体材料的表面形貌、微观结构及拉伸断裂行为进行了表征与分析.借助有限元模拟分析了不同几何形状试样在拉伸过程中的应力分布状态;通过数字图像相关技术辅助的拉伸实验研究了取样方向、应变速率及试样几何尺寸对PET-Cu复合集流体拉伸性能的影响规律,并对其应变测量进行了校正.结果表明,采用狗骨状试样并进行应变校正可以更准确地评估复合集流体的拉伸性能;PET-Cu复合集流体的拉伸性能表现出试样取样方向相关性和应变速率敏感性.此外,PET-Cu复合集流体的断裂伸长率表现出明显的试样几何尺寸效应,通过引入几何尺寸系数K可以对不同尺寸的试样拉伸性能进行合理的预测.本研究为聚合物复合集流体实际应用提供了理论依据与可靠性的论证,也为相关试验标准的建立提供了参考,有望推动高性能锂离子电池的开发.

    复合集流体拉伸性能有限元模拟数字图像相关技术应变速率敏感性几何尺寸效应

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    镁掺杂改性LiMn0.5Fe0.5PO4/C正极材料与性能研究

    李晨威徐世国余海峰于松民...
    1767-1774页
    查看更多>>摘要：低成本磷酸锰铁锂正极材料相比于磷酸铁锂能量密度提升15%,近年来受到广泛关注,但是差的电子/离子电导率导致其功率性能不佳,难以满足实际应用的需求.本工作设计了一种具有多级结构的镁离子掺杂磷酸锰铁锂正极材料,该材料由纳米级一次颗粒自组装的二次球组成,且每个一次颗粒表面都具有均匀的碳包覆层.掺杂在晶格内的镁离子通过增加八面体LiO6间隙提升锂离子扩散速率,表面的碳层能够在二次颗粒内构建完整的导电网络,提升电子电导率.此外,纳微多级结构不仅缩短锂离子迁移路径,还可以避免长循环过程中纳米粒子的团聚.因此,所制备的磷酸锰铁锂材料在0.1C和5C电流密度下分别具有151.8 mAh/g和113 mAh/g的高比容量,1C电流密度下循环1000次后比容量保持率高达96.2%.

    LiMn0.5Fe0.5PO4镁掺杂倍率性能锂离子电池

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    高倍率钠离子电池炭包覆纳米铋负极材料

    李丹马铁刘汉浩郭丽...
    1775-1785页
    查看更多>>摘要：铋作为新型钠离子电池负极材料,因其出色的离子动力学特性和长循环寿命而备受瞩目.铋基材料在能量密度和充放电效率方面展现出巨大潜力,但在应用中也面临体积膨胀和固态电解质层稳定性方面的挑战,需要通过纳米结构设计、界面工程以及碳包覆等方法来改善其导电性和结构稳定性.在这项工作中,以金属铋有机骨架材料为前体,通过一步炭化法得到了炭包覆铋纳米复合材料.铋颗粒通过C—O—Bi界面交互作用牢固锚定在石墨烯表面,在高电流密度下展现出优异的容量保持能力和稳定的循环性能.结果显示,由赝电容控制的钠离子存储过程有助于构建稳定的固态电解质界面膜并加速离子扩散,从而提高电池的循环稳定性和充放电效率.而铋与石墨烯界面较强的化学键结合有助于维持金属颗粒的结构稳定,缓冲体积膨胀,并加速二者之间的电子扩散,提高材料的电化学活性.这些发现不仅提供了改善电池负极材料的高效方法,还为理解和优化负极材料提供了新视角,对于设计和开发高性能钠离子电池负极材料具有重要的参考意义.

    钠离子电池负极金属有机骨架炭包覆铋基材料

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    改性氧化铜/正十八烷复合相变材料制备及性能表征研究

    赵晨阳于晓琨陶于兵
    1786-1793页
    查看更多>>摘要：为了提高复合相变材料的稳定性及热物性,采用油酸钠(SOA)对氧化铜纳米颗粒(CuO)进行改性处理,获得了改性纳米颗粒M-CuO,并制备了不同M-CuO含量的正十八烷复合相变材料(CPCM).实验结果表明,当添加3.0%的M-CuO纳米颗粒时,复合相变材料的导热系数比正十八烷提高282.9%.而M-CuO的质量分数为2.0%时,熔化焓最多降低6.3%.为进一步提高纳米颗粒的分散稳定性,向复合相变材料中添加油酸钠作为表面活性剂.研究发现与无表面活性剂相比,复合相变材料导热系数进一步提高10.4%.最后,采用分子动力学方法建立了M-CuO/正十八烷复合相变材料模型,计算结果表明在不同纳米颗粒间距下(20 Å、30 Å和40 Å),相比于添加CuO纳米颗粒,添加M-CuO纳米颗粒的复合相变材料导热系数分别提高了8.6%、10.4%和11.2%,且M-CuO纳米颗粒之间的相互作用能分别降低了22.9 kcal/mol、16.3 kcal/mol和20.0 kcal/mol,对CuO纳米颗粒进行改性处理能有效降低其相互作用能,增强其稳定性.本研究为纳米复合相变材料的性能强化和优化提出了重要的理论指导,并揭示了微观机制.

    相变材料改性纳米颗粒分子动力学导热系数熔化焓

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    锂离子电池高安全复合隔膜的挑战和未来展望

    钟国彬姚鑫刘永超侯倩...
    1794-1806页
    查看更多>>摘要：隔膜作为锂电池的重要结构组成部分,起阻隔正负极接触、吸收并固定电解液、传递离子等关键作用.锂电池用商用隔膜面临高温热收缩等问题,影响电池的持久安全性.本文首先简要介绍了锂离子电池隔膜在孔隙结构、电解液润湿性、结构/热/化学/电化学稳定性以及隔膜-电解液相互作用等方面的要求,并通过对近期相关文献的探讨,重点综述了耐高温聚合物隔膜的研究进展;重点分析了高耐热聚合物基隔膜、阻燃添加剂涂敷隔膜和聚合物基底复合等策略对于阻燃多功能复合隔膜的改善机制;对于复合隔膜的锂枝晶抑制策略,主要介绍了物理阻隔锂枝晶生长、均匀化锂沉积和调控锂离子迁移通量三种方法.综合分析表明,通过减薄聚烯烃隔膜同时引入高性能薄涂层、掺杂固态电解质、开发高耐热聚合物基底隔膜等策略,有望在实现高安全性的同时获得高离子电导率.

    锂离子电池高安全性复合隔膜

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    钠离子电池软碳基负极的研究进展

    所聪王阳峰朱紫宸杨雁...
    1807-1823页
    查看更多>>摘要：钠离子电池(SIBs)较商用锂电池而言,具有成本低、资源丰富、倍率性能及低温性能好、安全性高的特点,引起研究界的广泛关注.软碳相比硬碳材料,含碳量更高、成本更低,更具备商业化潜能,但软碳材料存在高温碳化后易石墨化,层间距缩小,不利于钠离子储存的问题.本文综述了近年来软碳材料在钠离子电池负极上的应用进展.首先总结了软碳材料的基本结构以及储钠机理,在此基础上,着重从多孔结构调变、杂原子掺杂、软硬碳复合、交联结构构建4个方面总结了软碳材料结构的优化策略,其中多孔结构调变中介绍了模板碳化法、前驱体结构形成法、物理/化学活化法等方式;杂原子掺杂中介绍了氮、磷、硫原子以及多原子掺杂的改性效果及方法;软硬碳复合中介绍了直接碳化法、热分解法以及NH3处理法等多种复合方法;交联结构构建又分为氧化处理和引入化学交联剂两种方式,并总结了软碳材料最新改性研究进展.最后,对每种结构优化策略进行了利弊分析,并对其未来发展方向进行展望,以期为开发更高效的软碳负极材料提供理论支持.

    钠离子电池软碳结构构建负极存储机制

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    锂/钠-氯二次电池的最新进展——从材料构建到性能评估

    杨建航冯文婷韩俊伟魏欣茹...
    1824-1834页
    查看更多>>摘要：传统锂离子电池的能量密度已难以满足日益增长的更高能量密度的需求.开发新型高能量密度二次电池是最为有效的一个策略.近期,基于商用一次锂-亚硫酰氯锂电池衍生而来的锂/钠-氯二次电池因其高能量密度而备受关注,成为替代传统锂离子电池的有力竞争者.本文围绕锂/钠-氯二次电池的最新研究进展,综述了正极载体、负极及电解液等关键组分构建研究及其对电化学性能的影响.在正极载体方面,系统阐述了碳材料、共轭框架聚合物等载体设计对锂/钠-氯二次电池首次放电容量、可逆容量、倍率性能和温度的影响;在电解液方面,详细分析了针对反应机理、中间相产物和电解液腐蚀问题的解决策略;并简要介绍了适用于锂/钠-氯二次电池的新型合金负极.基于正极载体的理性设计与电解液系统优化,锂/钠-氯二次电池在新型二次电池领域已初现峥嵘,循环寿命可达500圈,尤其是在极端服役环境中表现优异(可在-80℃工作,电流密度最大可达16 A/g).然而,氯物种转化动力学速率慢、活性氯物种利用率低以及氯物种对负极等的腐蚀难题仍然是限制其性能进一步提升的瓶颈,也是未来亟待解决的挑战所在.

    锂/钠-氯二次电池高能量密度电极材料设计结构性能关系电化学反应动力学

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    钠离子电池氧化石墨基负极研究进展

    冯仁超董宇朱新宇刘偲...
    1835-1848页
    查看更多>>摘要：负极材料作为钠离子电池的关键组成部分,对电池的循环稳定性以及能量密度至关重要.由于Na+半径较大,不易嵌入石墨层间,在锂离子电池领域中取得极大成功的石墨负极材料,无论在醚基或酯基电解液中均表现出低储钠容量.将石墨进行氧化处理,扩大了石墨层间距,增加储钠位点,所得氧化石墨材料储钠容量大幅度提高.以氧化石墨的制备为基础,一系列的氧化石墨基负极材料引起了广泛关注.本文通过对近期相关文献的探讨,综述了氧化石墨基负极材料特别是还原氧化石墨烯材料作为钠离子电池负极材料的研究进展,着重介绍了氧化石墨烯的制备过程、氧化石墨烯的还原途径对储钠性能的影响、还原氧化石墨烯的储钠机理、还原氧化石墨烯的官能团数量、种类对钠离子传质过程的影响;综述了杂原子掺杂还原氧化石墨烯钠离子电池负极材料的研究进展,着重介绍了N、S、B三种元素掺杂还原氧化石墨烯的物理化学性能以及电化学性能表现.综合分析表明,通过制备还原氧化石墨烯以及杂原子掺杂等策略,有望实现氧化石墨基负极材料在钠离子电池中的实际应用.

    钠离子电池负极材料石墨烯还原氧化石墨烯

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    杂原子掺杂电极用于全钒液流电池中的研究进展

    徐冉王宝冬王绍亮张琦...
    1849-1860页
    查看更多>>摘要：液流电池因其本质安全、超长寿命等特性,是大规模储能的关键技术之一.电极材料作为全钒液流电池的核心部件,其与电解液的界面特性会对液流电池的性能产生重要影响.通过电极表面改性处理方法能够实现其在高电流密度下的电化学活性提升,而电极表面杂原子掺杂技术是目前的研究热点.本文归纳了以石墨毡为基体的杂原子掺杂机理及其研究进展,着重介绍了碳骨架的原位掺杂和电极表面的杂原子催化剂两种掺杂策略,并总结了两种掺杂策略的掺杂类型和性能差异.其中,依据杂原子的电负性和原子尺寸,阐述了电极材料原位掺杂的机理,讨论了杂原子对碳纤维电子结构的影响方式;根据碳基材料催化剂的种类,介绍了多孔炭材料、碳纳米管和石墨烯三种碳基催化剂的杂原子掺杂对电极材料电化学性能的影响规律.综合分析表明,通过电极表面的原子掺杂不仅可以增加电极反应的活性位点,促进活性离子的迁移,还可以改善其亲水性,增大电极与电解液接触的有效面积.基于此,提出了采用调控电极表面电荷分布、官能团种类、构建缺陷位点等方法有效增强电极材料的稳定性和电化学性能,并有望在实现高电流密度下电化学活性提高的同时获得较高的电导率.

    全钒液流电池电极原子掺杂杂原子催化

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    1860页
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