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网络首发

高熵协同与界面工程驱动的无钴镍锰正极材料

尹翔;李双福;杨明轩;

锂离子电池无钴正极材料的开发对降低成本和提升安全性至关重要,但传统镍锰(Ni-Mn)体系因结构失稳和动力学性能不足面临挑战。本研究提出通过高熵协同掺杂(HignEntropyDoping,简称HE)与快离子导体界面工程的双重策略,构建高性能无钴镍锰正极材料(LiNi0.75Mn0.2Mg0.01Al0.01Zr0.01Ti0.01Mo0.01O2)。采用多元金属(Mg/Al/Zr/Ti/Mo)共掺杂形成高熵无序固溶体,显著抑制阳离子混排(Ni2+/Li+混排度由4.01%降至3.27%),并通过LiNbO3或 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆优化界面锂离子传输动力学。结果表明:表面包覆材料(HE+LNO、HE+LATP)在0.1C下比容量达到194.1 mAh/g,2C倍率容量保持率88.2%,100次循环后容量保持率>95%,电荷转移电阻(Rct)较未包覆样品降低54%~56%。同时,高熵掺杂将热失控起始温度提升至248.9℃,放热量较初始未掺杂包覆样品减少~15%。该研究为无钴正极材料的设计提供了“体相-界面”协同优化新范式,兼具高容量、长循环寿命与优异热安全性。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-23 13:48:17 ; 国家重点研发计划,新能源汽车专项:无钴动力电池及梯次应用技术(2022YFB2502300)
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锂电池用聚丙烯酸系黏结剂专利分析研究

强虹;魏岳山;

锂电池黏结剂是维持电池结构稳定性不可或缺的重要组成部分,聚丙烯酸系(PAA)黏结剂因其丰富的羧基官能团所带来的强粘附性、与硅材料的高兼容性以及环境友好等优势,展现出巨大潜力,成为当前研究和产业化的热点。本文聚焦于锂离子电池用聚丙烯酸系黏结剂专利技术发展概况,分析了该技术领域的专利发展态势,技术演进路径、主要竞争格局,旨在揭示锂离子电池黏结剂领域的研发热点,为相关领域的研发策略制定、专利布局与技术转化提供参考。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-23 12:27:28 ;
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光伏电池及组件的关键专利技术分析

李书青;武晓卫;

中国光伏产业已进入技术驱动与成本控制的成熟期,在全球处于制造与创新的领先地位。技术呈现三代并行:主流是效率接近理论极限的第一代晶硅电池;第二代薄膜电池用于特定场景;第三代钙钛矿电池则代表未来颠覆性方向。企业竞争集中于TOPCon、BC电池及钙钛矿电池技术的研发与产业化,专利布局成为争夺技术定义权的核心。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-20 10:24:05 ;
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抑制储能电池Pack热失控传播的隔热材料选型与厚度优化

陈强;王传刚;祝方方;郭士达;

在全球“双碳”战略目标驱动下,锂离子储能电池凭借高能量密度、长循环寿命等优势,已成为大规模储能领域的核心能量载体。然而,热失控及其快速传播引发的安全事故,严重制约了储能产业的高质量发展。合理选择隔热材料并优化其厚度,是阻断电池Pack内热失控传播路径的关键技术手段。本文以抑制热失控传播为核心目标,构建“实验验证-仿真探索-优化迭代”的系统研究框架,开展隔热材料选型与厚度优化研究。选取气凝胶、陶瓷纤维垫、云母片等8种典型隔热材料,搭建314Ah磷酸铁锂储能电池Pack实验平台,通过单电池过充触发实验获取热失控传播临界工况数据;基于实验数据校准热-电-化学耦合仿真模型,系统分析材料热物性参数与厚度梯度对热传递路径的影响规律;结合实验临界数据与仿真量化结果,建立“材料性能-厚度-抑制效果”关联模型,提出最优隔热方案。研究表明:采用1.2mm厚气凝胶时,可使相邻电池峰值温度降至99.96℃,热失控触发延迟时间延长至超过30min,热流密度衰减率达89%,实现热失控传播的完全抑制;仿真预测与实验数据的偏差小于5%,验证了模型的可靠性。本研究为储能电池Pack的安全设计提供了实验依据与仿真优化方法,对储能电池Pack 热安全优化与工程应用具有直接参考价值。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-19 15:52:58 ;
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改性铜箔集流体研究进展:技术策略、性能提升与产业化前景

古洪亮;徐泽阳;宋珊珊;王睿;彭浩;陈雯荔;侯小淇;周亚玲;李妍;

随着锂离子电池向更高能量密度、更长循环寿命和更高安全性方向发展,传统铜箔集流体在界面稳定性、抗腐蚀性能和结合强度等方面的局限性日益凸显。本文系统综述了改性铜箔集流体的最新研究进展,从亲锂性增强、表面涂层工程、三维结构设计和复合集流体开发四个维度全面梳理了改性技术体系,深入分析了各类技术在硅负极、锂金属负极、无负极电池和固态电池等不同体系中的应用特点。重点讨论了改性铜箔集流体在提升界面结合力、抑制枝晶生长、改善循环稳定性等方面的作用机制,以及当前产业化进程中的技术挑战和发展趋势。文献分析表明,植酸改性、聚多巴胺涂层、氧化铜阵列、石墨烯包覆等技术可显著改善铜箔界面性能,复合集流体在安全性、成本和能量密度方面展现出独特优势。未来研究应聚焦于界面稳定性优化、导电性能平衡、结构精确控制以及产业化工艺突破,为下一代高能量密度电池技术提供关键支撑。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-16 13:00:57 ; 成都工业学院2025年大学生创新训练计划立项(202530316093)
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水系锌离子电池负极界面工程研究进展

詹念念;

水系锌离子电池(AZIBs)因具备高安全性、低成本及环境友好等突出优势,在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。然而,锌负极在反复充放电过程中面临枝晶不可控生长、析氢反应(HER)、腐蚀与表面钝化等一系列界面问题,严重制约了电池的长期循环稳定性,阻碍了其产业化发展步伐。界面工程作为应对上述挑战的关键策略,通过精准调控锌负极与电解液之间的界面反应动力学、优化离子传输路径并改善界面电荷分布,为实现锌均匀沉积、抑制副反应提供了有效途径。本文系统综述了近年来水系锌离子电池负极界面工程的研究进展,重点围绕人工界面层构建、电解液调控以及电极结构设计三个维度,深入剖析了各类界面调控策略的作用机制、技术优势与现存局限性,并对未来的研究方向提出展望。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-12 15:55:46 ; 河南省自然科学基金(242300420530)
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高容量型四氧化三钴的合成及电化学性能研究

易全瑞;吴兵;洪宏龙;张亚伟;汪俊峰;许开华;

以氯化钴、氯化铝溶液精确配制的双元液为原料,碳酸氢铵溶液为沉淀剂,采用共沉淀合成法、干燥煅烧一体化工艺制备掺铝小粒径的四氧化三钴,将不同掺铝量四氧化三钴和碳酸锂按照相同的比例混匀煅烧制备钴酸锂。研究不同铝含量掺杂四氧化三钴的均匀性对高容量电池循环和倍率性能的影响。XRD、SEM、表面和剖面EDS测试表明:掺铝0.2%的四氧化三钴表面和剖面铝分布最为均匀,表面一次颗粒最为细小,无条状晶型存在。电化学测试表明:掺铝均匀的小粒径四氧化三钴能改善正极材料的高容量性能及提高材料的循环性能。其中0.2%铝掺杂四氧化三钴制备的钴酸锂具有最优异的循环寿命和倍率性能,1C下的首次放电容量198.0 mAh/g,100次充放电后放电容量仍为195.0 mAh/g,容量保持率96.5%,以及0.2C、0.5C、2C、3C、5C等不同倍率下的放电容量均明显优于不同掺杂量的正极材料。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-12 09:10:14 ;
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硫酸氧压选择性浸出废旧磷酸铁锂中锂的研究

章柯威;靳彩颖;刘震;汪宏星;应思斌;乔永民;王利军;

本研究介绍了一种利用硫酸和氧气从废旧磷酸铁锂正极材料中选择性回收锂的绿色工艺,以绿色廉价的O2作为氧化剂,低浓度H2SO4为浸出剂,进行选择性浸锂的研究,并系统地考查了浸出过程中各因素对锂选择性的影响。实验结果表明:在氧气压力为0.8 MPa、H2SO4浓度1 mol/L、浸出温度80 °C、浸出时间2.5 h和浸出液固比10 ml/g的条件下,锂、铁的浸出率分别为99.17%和0.44%,实现了Li的高选择性浸出。XRD,FTIR和SEM表征结果表明在该体系浸出后,LiFePO4中的Li几乎完全脱嵌,LiFePO4转化为FePO4。浸出反应过程符合未反应收缩核模型,反应表观活化能为21.78 kJ·mol-1,表明该体系浸出动力学主要遵循内部扩散控制机制。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-06 10:19:55 ; 产学研技术开发项目(C80NC240011)
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不同比表面积人造石墨负极对锂离子电池性能的影响研究

李勇;吴敏聪;

本文研究了人造石墨负极比表面积对锂离子电池综合性能的影响机制。选取四种不同比表面积(C1: 1.25 m2/g、C2: 1.31 m/g、C3: 1.48 m/g、C4: 1.54 m/g)的石墨材料,表征其物理化学性质、电极加工特性及电化学性能。结果表明:比表面积为1.48 m/g的C3材料在加工性能、理化性质及电化学表现方面综合最优。极片面电阻分析显示,随比表面积增加,极片内阻呈先增后减趋势,C4材料电阻最低(0.054 Ω·cm),而电极剥离力则随比表面积增大而降低。电化学测试表明,电池性能随比表面积变化呈峰型分布,C3材料在2C倍率性能、55℃高温存储及-20℃低温放电中均表现最佳。常温1C循环500次后,C3容量保持率达99.83%;高温45℃循环后,C4保持率最高(95.54%),C3为95.13%。本研究证实,适中的比表面积(约1.48 m/g)可在高活性位点与低副反应之间取得最佳平衡,为高倍率、高低温、长循环锂离子电池负极材料设计提供了重要依据。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-05 17:44:55 ;
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工程机械电池箱的轻量化设计

张志猛;陈宗旭;

为了增加新能源工程机械车辆的续航里程,本文以聚焦于某新能源工程机械车辆的动力电池包,在确保原有电池箱的可靠性的前提下进行轻量化设计,并用CATIA软件建立了匹配的有限元模型,并依次对电池箱进行了模态分析、静强度分析和随机振动分析。根据仿真分析结果,采用超高强度钢作为电池箱体结构材料,结合结构优化与辊压型材的引入,可有效的实现轻量化效果,优化后的箱体重量由原来的818.3 kg下降至538.5 kg,轻量化率约为35.1%;优化后箱体的模态、位移、应力、应变均控制于预设阈值内,满足工程规范与设计准则。介绍了原有方案与轻量化方案的结构及工艺特点,综合运用材料、结构、工艺连接等轻量化途径,结合仿真分析技术,成功达成电池箱轻量化的预期目标。

(录用定稿)网络首发时间:2026-03-04 17:21:46 ;
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