鋰離子電池正極材料主要分為富鋰錳基材料、三元復(fù)合材料、尖晶石型LiMn 2 O 4 、磷酸鐵鋰和鎳錳酸鋰。富鋰錳基固溶體正極材料Li 1 + x M 1 – x O 2 （M是Ni、Co和Mn等過渡金屬）具有高比容量（> 200 mAh/g）、高能量密度、具有成本低、環(huán)保友好等優(yōu)點(diǎn)，但存在初始放電效率低、庫侖效率低、循環(huán)壽命差、高溫性能不理想、倍率性能低等缺點(diǎn)。中國(guó)科學(xué)院物理研究所王兆祥研究員將實(shí)驗(yàn)研究與理論計(jì)算相結(jié)合。本文從Mn遷移驅(qū)動(dòng)力的探索出發(fā)，研究了由Mn遷移引起的一系列問題，并提出了抑制Mn遷移的方法。湘潭大學(xué)王賢友教授從材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系出發(fā)，通過優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)材料成分（O過量）、控制材料相組成（Co-摻雜）和表面改性（涂聚苯胺）等方法進(jìn)行改進(jìn)和改進(jìn).鋰材料的表現(xiàn)方式。在涂層改性方面，長(zhǎng)沙理工大學(xué)陳兆勇教授進(jìn)行了深入研究：在富鋰錳基正極材料表面構(gòu)建微孔Al 2 O 3 /PAS雙層包覆結(jié)構(gòu)，正極材料在0.1 C倍率下，比容量高達(dá)280 mAh/g，0. 2 C循環(huán)100次后，仍有98%容量保持，材料無結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。 Ni-Co-Mn三元正極材料的研究主要集中在優(yōu)化成分和制備條件、涂層或摻雜改性等方面，以進(jìn)一步提高容量、循環(huán)特性和倍率性能。首次放電比容量為209. 4 mAh/g, 1. 0 C。材料的首次放電比容量為0. 1 C mAh/g, 1. 0 C. 7%。容量保持率率95。5%，高溫下容量保持率仍為87.7%。包覆材料還可以為L(zhǎng)iTiO 2 、Li 2 ZrO 3 等，可以提高三元正極材料的穩(wěn)定性。固相燃燒合成尖晶石LiMn 2 O 4 可以降低反應(yīng)溫度，加快反應(yīng)速率，改善產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。尖晶石LiMn 2 O 4 的改性方法主要有包覆和摻雜，如包覆ZnO、Al 2 O 3 ，摻雜Cu、Mg和Al。提到了磷酸鐵鋰的改性。采用的方法有元素共摻雜（如釩離子和鈦離子），添加二茂鐵等催化石墨化添加劑，與石墨烯、碳納米管等復(fù)合。對(duì)于鎳錳酸鋰正極材料，還可以通過摻雜改性和包覆、改進(jìn)合成方法和工藝等方法來提高高溫穩(wěn)定性。其他研究人員提出了一些其他類型的正極材料，例如羰基共軛酞菁化合物，其初始放電比容量為850 mAh/g；石墨烯-介孔碳/硒（G-MCN/Se）三元復(fù)合膜正極，當(dāng)硒含量為62%時(shí)，1C的首次放電比容量為432 mAh/g，之后保持在385 mAh/g 1 300次循環(huán)，表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

石墨材料是目前的主要陽極材料，但研究人員一直在探索其他陽極材料。與正極材料相比，負(fù)極材料沒有明顯的研究熱點(diǎn)。在電池的第一個(gè)循環(huán)過程中，電解質(zhì)將在石墨陽極的表面上還原分解，形成固態(tài)電解質(zhì)相界面（SEI）膜，從而導(dǎo)致第一個(gè)不可逆的容量損失，但SEI膜可防止電解質(zhì)繼續(xù)流失。在石墨表面分解，從而保護(hù)電極。角色。華南師范大學(xué)的張婷添加了亞硫酸二甲酯作為SEI的成膜添加劑，以改善石墨陽極與電解質(zhì)之間的相容性并改善電池的電化學(xué)性能。一些研究人員已經(jīng)使用納米鈦酸鹽-碳復(fù)合材料作為陽極材料，并通過磁控濺射法涂覆了ZnO，Al 2 O 3等材料，以提高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。噴霧干燥熱解通過該方法制備的硅碳復(fù)合負(fù)極材料在電流為100 mA / g時(shí)的第一放電比容量為1033. 2 mAh / g，第一充放電效率為77.3%。自支撐柔性硅/石墨烯復(fù)合薄膜陽極材料在100 mA / g的電流下循環(huán)50次，比容量仍為1500 mAh / g，庫侖效率穩(wěn)定在99%或更高。原因是石墨烯片具有高導(dǎo)電性和撓性。

電解質(zhì)傳統(tǒng)的碳酸鹽電解質(zhì)系統(tǒng)存在易燃性和熱穩(wěn)定性差的問題。它開發(fā)了一種具有高閃點(diǎn)，不燃性，寬電化學(xué)穩(wěn)定性窗口和寬溫度適應(yīng)性的電解質(zhì)體系。它是鋰離子電池的關(guān)鍵材料。

鎳氫電池的一個(gè)研究熱點(diǎn)是儲(chǔ)氫合金材料。廣西大學(xué)郭進(jìn)教授認(rèn)為，液氮溫度下的快速冷卻和機(jī)械球磨的非平衡處理調(diào)節(jié)了Mg 17 Al 12 合金的儲(chǔ)氫性能。廣西大學(xué)藍(lán)志強(qiáng)副教授利用熱處理工藝結(jié)合機(jī)械合金化制備了Mg 90 Li 1 - x Si x (x =0, 2, 4, 6)復(fù)合儲(chǔ)氫材料，并研究了Si的加入。 Mg-Li體系的固溶儲(chǔ)存。氫性能的影響。稀土元素的引入可以抑制合金成分在吸放氫循環(huán)過程中的非晶化現(xiàn)象和歧化過程，增加合金的可逆吸放氫。市場(chǎng)上常規(guī)的儲(chǔ)氫合金材料大多摻雜稀土元素（La）。 、Ce、Pr、Nd等），但Pr和Nd的價(jià)格較高。朱錫林報(bào)告了不摻雜Pr和Nd的AB 5 儲(chǔ)氫合金在鎳氫電池中的應(yīng)用。應(yīng)用于電動(dòng)公交車的方形電池已安全運(yùn)行10萬公里。儲(chǔ)氫材料的另一個(gè)研究熱點(diǎn)是金屬氮?dú)浠?，如Mg(BH 2 ) 2 -2LiH、4MgH 2 - Li 3 AlH 6 、Al-Li 3 AiH 6 和NaBH 4 -CO(NH 2 ) 2 。減小粒徑并添加堿金屬添加劑可以提高金屬配位儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫性能，其中粒徑減小主要通過高能機(jī)械球磨來實(shí)現(xiàn)。桂林電子科技大學(xué)孫立憲教授報(bào)道的胺修飾12連接MOF CAU-1材料具有優(yōu)異的H 2 、CO 2 和甲醇吸附性能，對(duì)CO 2 減排和儲(chǔ)氫具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值.他們還開發(fā)了多種鋁基合金制氫材料，如4MgH 2 -Li 3 AlH 6 、Al-Li 3 AiH 6 和NaBH 4 -CO(NH 2 ) 2 ，與燃料電池結(jié)合使用。

尋求高性能和長(zhǎng)壽命的電極材料是超級(jí)電容器研究的重點(diǎn)，其中碳材料是最常見的超級(jí)電容器電極材料，例如多孔碳材料，生物質(zhì)碳材料和碳復(fù)合材料。一些研究人員已經(jīng)制備了納米多孔碳?xì)饽z材料，并證明了良好的電化學(xué)電容特性來自三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)和超高比表面積。華中科技大學(xué)聶鵬儒獲得了三維多孔碳材料，并將其用作檸檬酸濕浸法回收廢鉛酸電池過程中超級(jí)電容器的電極材料。這種方法可以促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與環(huán)保產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合，并產(chǎn)生良好的生態(tài)和環(huán)境效益。研究人員還探索了使用不同的生物質(zhì)碳材料（蔗糖，花粉，藻類等）作為超級(jí)電容器的電極材料。在復(fù)合材料方面，研究人員設(shè)計(jì)了一種夾心形的MoO 3 / C復(fù)合材料，α-MoO3層和石墨烯層水平交疊堆疊，具有優(yōu)良的電化學(xué)性能。石墨烯/碳量子點(diǎn)復(fù)合材料該材料還可用作電極材料，在0.5 A / g的電流下的比電容為256 F / g。陜西師范大學(xué)劉宗懷教授制備了介孔錳氧化物納米電極材料，該材料由錳氧化物納米顆粒組裝而成，其比表面積為456 m 2 / g，比電容為281 F / g，電流為0.25 A / g。華南理工大學(xué)的劉培培制備了一種三維納米開花的NiO-Co 3 O 4復(fù)合材料，該材料的比電容為1988。6F / g的電流為11 A / g，電容保持率1,500個(gè)周期。 94. 0%;南開大學(xué)的王一靜研究了不同形貌的NiCo 2 O 4材料的生長(zhǎng)機(jī)理，微觀結(jié)構(gòu)和性能。重慶文理學(xué)院的唐科分析了等效電阻與充電電流之間的關(guān)系。用等效電路模型研究了超級(jí)電容器的電容，存儲(chǔ)容量和充電效率隨電流的變化。討論了超級(jí)電容器的溫度存儲(chǔ)性能。影響。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的商業(yè)化主要受到成本和壽命的限制。由于PEMFC中使用的催化劑主要是貴金屬，例如Pt，因此在工作環(huán)境中其價(jià)格昂貴且容易降解，導(dǎo)致催化活性降低。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的邵志剛研究員報(bào)道了一種Pd-Pt核殼催化劑，該催化劑引入Pd可以減少Pt的用量并提高催化劑的活性。此外，研究人員通過使用聚合物穩(wěn)定化，表面分組和金屬表面碳簇修飾來改善金屬與載體之間的相互作用，以獲得具有高活性和高穩(wěn)定性的PEMFC金屬氧還原催化劑。北京理工大學(xué)的曹泰介紹了一種輕量級(jí)，低成本，大規(guī)模的合成方法，用于合成頂部均帶有鈷納米粒子的均勻氮摻雜竹形碳納米管。該產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能。氧化還原催化活性。通過水熱碳化，高溫?zé)崃鸦全@得的碳基催化劑和用于燃料電池的其他非鉑催化劑可以代替常規(guī)的鉑基催化劑，并且具有與商業(yè)鉑碳催化劑相當(dāng)?shù)男阅堋?/div>

5個(gè)其他電池

5. 1個(gè)鈉離子電池

5. 2鋰硫電池

5. 3節(jié)電池

六，結(jié)論