全球储能领域高水平基础研究人才结构特征和研究主题分析

“双碳”背景下,储能作为克服光伏、风电等清洁能源不稳定性的支撑技术,重要性日益显现。基础研究是整个科学体系的源头和所有技术问题的总机关,开展储能领域高水平的基础人才研究对我国在储能领域的自主创新和原始创新具有重要的意义。本文采用文献计量的方法,使用全球“高被引科学家”名单和储能领域论文数据,分析储能领域高水平人才的结构特征、分布和趋势,为相关部门制订储能领域人才培养与引进、建设高水平研究高地和鼓励企业参与基础研究等方面的政策提供参考和依据。

锂电池技术在储能领域的应用与发展趋势研究

随着电力系统的发展,储能设备的应用场景不断增加,相关技术也在不断突破。锂电池具有体积小、轻便、储电能力强等特点,被广泛应用于储能领域中。本文根据储能行业最新政策内容,分析了电力系统与储能设备在发展中的联系和国内锂电池的市场应用情况,总结了当前锂电池技术应用现状和发展方向。

煤基石墨烯及复合材料在储能领域的应用

石墨烯及复合材料具有比表面积大、电导率高、导热性能和力学性能良好等优点,在电极材料、传感器、储氢材料等领域具有广泛的应用。但以高碳含量的天然资源煤为前体制备煤基石墨烯及复合材料达到煤炭清洁高效利用的研究目前报道有限,尤其是将其作为电极材料应用到储能领域的研究较少。本文重点总结了以不同煤质及衍生物为原料构建不同形貌和结构的煤基石墨烯及复合材料的方法以及存在的问题,详细介绍了煤基石墨烯及复合材料在储能领域,尤其是超级电容器、锂离子电池及钠离子电池领域的应用研究现状,最后提出了当前煤基石墨烯及复合材料的主要研究方向。该综述旨在为煤基新型石墨烯及复合材料的制备开发以及在储能领域的应用提供一定的思路。

基于专利视角的电力储能领域发展态势与对策研究

在电力储能被纳入国家发展规划的情况下,还应加强电网领域储能技术发展态势把握。基于此,本文从专利视角对电力储能领域的全面化、成熟化和全球化发展态势展开了分析,然后从竞争壁垒形成、明确发展路径、加强市场布局三个方面提出了发展对策,为关注这一话题的人们提供参考。

纤维素基纳米复合材料在储能领域的应用研究进展

纳米纤维素是一种通过物理、化学或生物手段从原纤维材料中分离出的直径为纳米级的纤维素材料。因制备工艺的不同,纳米纤维素材料具有不同的性质特点,在未来储能领域具有更加广阔的应用前景。本文概述了近年来各类纳米纤维素基复合材料在储能领域的新进展(包括超级电容器、锂离子电池(LIB)、锂硫(Li-S)电池),并展望了其发展前景。

木质素在储能领域中的应用研究进展

木质素作为一种储量丰富、廉价可再生的生物资源,已被广泛应用于工业领域并取得一定的进展,但在储能领域的应用还十分有限。为进一步拓宽木质素在储能材料中的应用范围,本文综述了近年来木质素及其衍生物在可充电电池(铅酸蓄电池、锂离子电池)、燃料电池、太阳能电池和超级电容器等高附加值产品领域的研究进展。其中,对不同来源木质素基本性质、特点作了简要介绍,并基于木质素及其衍生物在分子结构上的设计灵活性和多样性,通过直接选用木质素或改性、掺杂一种或多种杂原子制备出助剂、黏结剂、催化剂、电池或超级电容器电极材料等,探讨分析了不同木质素基储能装置的运作机制和表现出的不同差异的电化学性能。结果表明,在能源储存装置中使用木质素,不仅提升了储能装置的循环稳定性、延长了使用寿命,而且降低了生产成本、减轻了化学污染。最后,为进一步提升木质素基储能装置的能量存储和输出效率,对未来木质素基储能材料面临的挑战和可能的发展方向进行了展望。

基于专利视角的电力储能领域发展态势与对策

随着能源互联网发展,电力储能技术越来越重要,它是电网运行过程中"采发输变配用储"等各大环节的重要组成部分,特别是储能电池、储能控制、储能系统集成、储能管理运营等的储能领域相关技术非常关键,技术竞争也日趋激烈。专利信息是自主创新成果的重要载体,是开展竞争情报的重要信息源。基于专利视角,利用先进的语义专利检索系统,对电力储能领域专利的申请量、同族、PCT、地域、申请人、申请人与国际分类分布等进行分析,揭示电力储能领域研发态势和专利竞争态势,为我国政府、企业、科研院所等在电力储能领域的研发决策、产业化布局等方面提出专利战略先行,制定研发路径;根据储能市场和自身战略,考虑合理布局国内与国际市场;聚焦各自优势形成技术竞争壁垒,掌握话语权等三方面建设性发展对策。

锂电池技术在储能领域的应用与发展趋势

在军工供电、轨道交通、新能源产业等领域中,储能技术都是最为重要的核心技术之一。为了进一步推动储能技术的发展,国家根据市场发展需求,也制定了相应的储能政策。锂电池技术在储能领域中占据着重要的位置,本文根据储能技术相关政策,对锂电池技术在储能领域的应用进行了分析,进而结合政策及市场需求,对锂电池技术正在储能领域的发展趋势展开了探讨。

关于退役动力电池在储能领域梯次应用的研究

在储能系统的发展实践中,退役的动力电池属于非常关键的循环利用资源。动力电池经过长期的使用以后,电池将会达到最长的使用期限标准,因此必须要进入到退役电池的范围领域。对于退役的动力电池如果直接进行废弃处理,那么不仅会导致电池储能系统的宝贵资源浪费,同时还会埋下退役电池污染自然生态环境的潜在隐患。因此,本文探讨了在储能领域引进运用退役动力电池的基本实践要点,合理给出梯次应用的技术完善路径。

二维纳米材料MXenes的性质及应用研究进展

二维层状过渡金属碳/氮化物(MXenes)以其独特的晶体特征和结构特性受到越来越多的关注,尤其是在能源、催化、环境等领域的应用中体现出优异的性能。本文系统地综述MXenes独特的稳定性、机械性能、电子性质、磁性质、光学性质、热电性能、铁电及压电性质,同时总结分析MXenes在电池领域、电化学电容器领域及催化领域的应用所取得的最新进展及研究成果,最后对MXenes及其复合材料的未来发展前景及面临的挑战进行探讨。

原位生长自编织状多孔道NiCo2O4纳米片及电容性能研究

采用一种多孔道NiCo2O4纳米片制备方法,利用简单的水热法,通过均相化学共沉淀的方式,在预处理后的泡沫镍基底上原位生长自编织状多孔道NiCo2O4纳米片,制备得到复合电极NiCo2O4-泡沫镍.经测试,当电流密度增加至20 A/g,复合电极的电容保持率为89%,在0.5 A/g的电流密度下,循环测试5000圈,电容仅衰减了15%.复合电极优异的电化学性能都归因于其特殊的自编织多孔道结构,为电化学反应提供更加充足的活性位点,有效提高了电解液离子的渗透和电子转移速率,增加了电极材料结构的稳定性.该方法能够有效提高NiCo2O4的电化学性能,增加了其在储能市场的应用潜力.