鋰離子電池正極材料主要分為富鋰錳基材料、三元復合材料、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，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。中國科學院物理研究所王兆祥研究員將實驗研究與理論計算相結(jié)合。本文從Mn遷移驅(qū)動力的探索出發(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）等方法進行改進和改進.鋰材料的表現(xiàn)方式。在涂層改性方面，長沙理工大學陳兆勇教授進行了深入研究：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LiTiO 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 可以降低反應溫度，加快反應速率，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、碳納米管等復合。對于鎳錳酸鋰正極材料，還可以通過摻雜改性和包覆、改進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）三元復合膜正極，當硒含量為62%時，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，負極材料沒有明顯的研究熱點。在電池的第一個循環(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，從而導致第一個不可逆的容量損失，但SEI膜可防止電解質(zhì)繼續(xù)流失。在石墨表面分解，從而保護電極。角色。華南師范大學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性能。一些研究人員已經(jīng)使用納米鈦酸鹽-碳復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合負極材料在電流為100 mA / g時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，不燃性，寬電化學穩(wěn)定性窗口和寬溫度適應性的電解質(zhì)體系。它是鋰離子電池的關(guān)鍵材料。

鎳氫電池的一個研究熱點是儲氫合金材料。廣西大學郭進教授認為，液氮溫度下的快速冷卻和機械球磨的非平衡處理調(diào)節(jié)了Mg 17 Al 12 合金的儲氫性能。廣西大學藍志強副教授利用熱處理工藝結(jié)合機械合金化制備了Mg 90 Li 1 - x Si x (x =0, 2, 4, 6)復合儲氫材料，并研究了Si的加入。 Mg-Li體系的固溶儲存。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。市場上常規(guī)的儲氫合金材料大多摻雜稀土元素（La）。 、Ce、Pr、Nd等），但Pr和Nd的價格較高。朱錫林報告了不摻雜Pr和Nd的AB 5 儲氫合金在鎳氫電池中的應用。應用于電動公交車的方形電池已安全運行10萬公里。儲氫材料的另一個研究熱點是金屬氮氫化物，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氫材料的儲氫性能，其中粒徑減小主要通過高能機械球磨來實現(xiàn)。桂林電子科技大學孫立憲教授報道的胺修飾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CO 2 減排和儲氫具有重要意義和應用價值.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。

尋求高性能和長壽命的電極材料是超級電容器研究的重點，其中碳材料是最常見的超級電容器電極材料，例如多孔碳材料，生物質(zhì)碳材料和碳復合材料。一些研究人員已經(jīng)制備了納米多孔碳氣凝膠材料，并證明了良好的電化學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電容器的電極材料。這種方法可以促進儲能產(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）作為超級電容器的電極材料。在復合材料方面，研究人員設(shè)計了一種夾心形的MoO 3 / C復合材料，α-MoO3層和石墨烯層水平交疊堆疊，具有優(yōu)良的電化學性能。石墨烯/碳量子點復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。華南理工大學的劉培培制備了一種三維納米開花的NiO-Co 3 O 4復合材料，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個周期。 94. 0%;南開大學的王一靜研究了不同形貌的NiCo 2 O 4材料的生長機理，微觀結(jié)構(gòu)和性能。重慶文理學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電容器的電容，存儲容量和充電效率隨電流的變化。討論了超級電容器的溫度存儲性能。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)境中其價格昂貴且容易降解，導致催化活性降低。中國科學院大連化學物理研究所的邵志剛研究員報道了一種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。北京理工大學的曹泰介紹了一種輕量級，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，高溫熱裂化等獲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?shù)男阅堋?/div>

5個其他電池

5. 1個鈉離子電池

5. 2鋰硫電池

5. 3節(jié)電池

六，結(jié)論