锂离子电池正极材料改性研究进展

在高里程新能源动力汽车、电网储能以及5G通信的大背景下,高能量密度的锂离子电池成为了当下研究的热点。而正极材料的比容量大小将直接影响电池的能量密度,因此亟需对正极材料进行改性以改善其性能指标。综述了层状、尖晶石状、橄榄石状正极材料的结构特点及电化学性能,包括晶体结构、电子结构、循环稳定性、离子迁移速率及倍率能力等,比较了各类正极材料的优劣,并对常用的改性手段进行了相应总结。归纳了各类典型的正极材料存在的问题及其发展瓶颈,其中包括晶型变化、导电性能差、电压衰减、电解液侵蚀等,并分析了引起容量损失的因素,如高开路电压引起的电化学极化、材料组成元素的配比、电极/电解液界面的表面活性等。在此基础上,重点综述了近年来针对不同类型正极材料的改性研究进展,其中阴、阳离子掺杂,表面包覆有机物或无机物,特殊形貌设计,选择合适的电解液和黏结剂等手段能有效改善正极材料的比容量及结构稳定性。最后以现有的改性方法及电池体系为理论基础,对今后改性手段的发展趋势以及将正极材料应用于其他电池体系的可能性进行了展望。

普鲁士蓝及其衍生物在超级电容器中的应用

近年来,能源短缺、温室气体过量排放等问题频发,能源转换与储能装置成为了当下研究的热点。超级电容器(SCs)因充放电效率高、功率密度大、循环稳定性好等优势而逐渐得到了广泛关注。作为金属有机骨架的一种,比表面积大、结构可调、合成简单的普鲁士蓝在电化学领域的应用范围也在不断扩大。本文综述了普鲁士蓝及其衍生物(PBA/PBAs)的发展历程,对其合成方法进行了相应总结,归纳了PBA/PBAs在超级电容器中的应用,最后对该材料面临的问题及未来的发展趋势进行了分析与展望。