锂离子电池发展现状及其在航空领域的应用分析

相对于镍镉、铅酸等传统电池,锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、充放电效率高、工作温度范围宽、环境污染小等优点。目前,锂离子电池已广泛应用手机、笔记本等3C设备和新能源汽车领域,在民用飞机、无人机、空间探测器等航空航天领域中也拥有广阔的应用前景。为了进一步拓宽锂离子电池的应用领域,众多研究团队开发出了种类繁多的,性能优异的锂离子电池电极材料;通过深入研究,开发出了具有宽温适应性和超高压适应性的电解液。经过30年的技术攻关与产业化推广,锂离子电池相关产品日渐成熟。为进一步拓宽锂离子电池的应用场景,高性能电极材料的制备和安全电解液体系的构建将是锂离子电池技术发展的重要方向。

锂硫电池回顾与最新发展

锂硫电池具有比容量高、生产成本低及环境友好等特点,是一种高能量密度的储能系统,在便携式电子设备储能中有巨大的发展潜力与应用前景。然而,锂硫电池在实际应用中仍面临着库仑效率低和寿命短等问题。这主要归因于多硫化物穿梭效应、S_(8)和Li_(2)S电导率低和锂枝晶生长不可控。抑制锂枝晶生长和阻止可溶性多硫化物与锂之间的反应不仅能增强锂硫电池的安全性和电化学性能,对高容量锂硫电池也至关重要。本文全面回顾了锂硫电池发展,着重介绍了高硫负载锂电池所取得的进展。通过分析机理了解锂硫电池的运作机制进而制定改进方式,包括对阴极使用分级多孔碳并进行元素掺杂以增加活性物质硫负载率,减少多硫化物的穿梭效应。还介绍了液态和固态电解液系统的发展以及增强阳极稳定性的各种策略。深入了解锂硫电池机理能加强对锂硫电池认知,可以指导高硫负载锂硫电池未来的发展。同时,提高各组件之间协同作用可进一步推动锂硫电池技术从纽扣电池和软包电池到随后的商业化规模应用。

锌离子电容器正极材料研究进展

作为新型储能设备,水系锌离子电容器具有高功率密度、大能量密度、长循环寿命和高安全性等优异性能,在民用电子设备和军用电气化武器装备领域具有极高的应用前景,有望成为代替锂离子电池的新一代储能方案。本文系统梳理了活性炭正极材料、碳纳米管正极材料、石墨烯正极材料和生物质碳正极材料等碳基正极材料的储锌能力,总结了MXene正极材料在锌离子电容器领域的研究进展,归纳了过渡金属氧化物正极材料的锌离子储存性能,指出开发高容量、耐高压、耐低温正极材料的必要性与紧迫性。