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能源和環(huán)境是 21 世紀(jì)人類所需要面臨的兩個重大的問題，新能源的開發(fā)和資源綜合回收利用是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和方向。近年來，鋰離子電池由于質(zhì)量輕、體積小、自放電小、無記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、環(huán)保等優(yōu)勢而得到了廣泛的應(yīng)用。

碳基負(fù)極材料成為制約新能源發(fā)展的一個問題，大量研究者開始關(guān)注具有高理論比容量、高安全性能的替代性負(fù)極材料。就目前而言，新型負(fù)極材料主要有錫基材料、硅基材料和鈦酸鋰材料等幾類，本文從改性方法方面介紹了這些材料的研究現(xiàn)狀和存在 的問題，展望了發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)無機(jī)陶瓷類電解質(zhì)具有界面阻抗大、與電極材料匹配性差等缺點，目前難以在固態(tài)電池領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用，因此開發(fā)具有較小界面阻抗的新型固態(tài)電解質(zhì)對固態(tài)電池能量密度以及電化學(xué)性能的提升均具有十分重要的意義。

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，居民環(huán)保意識的加強(qiáng)，電子設(shè)備和新能源汽車進(jìn)入快速發(fā)展階段，對鋰離子電池的容 量、能量密度和使用壽命都提出了越來越高的要求。

在國家重點研發(fā)計劃的支持下，北京大學(xué)夏定國教授團(tuán)隊開展新型高比能錳基正極材料研究，突破了摻雜、包覆、納米形貌等傳統(tǒng)改性方法的限制，將LiMO2相與單層Li2MnO3相復(fù)合制備出了一種O2構(gòu)型的錳基富鋰動力電池正極材料。

鋰離子電池相較于其他的電池而言，其優(yōu)勢在于其能量密度大、高比容量、電池壽命長、較為環(huán)保等?，F(xiàn)階段鋰離子電池已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品、新能源汽車的電池和風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電中的儲電設(shè)備。隨著社會的發(fā)展，對鋰電池的要求越來越高，而正極材料的性質(zhì)是鋰電池發(fā)展的關(guān)鍵。

近年來，納米多孔金屬有機(jī)骨架化合物（MOF），在氣體吸附和分離、多相催化、傳感器和微反應(yīng)器等方面展現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。日前，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點實驗室輕金屬與電池材料組，合成了一系列過渡金屬氧化物及其復(fù)合材料。

隨著人們對生活品質(zhì)要求的大幅提高以及國家層面能源政策的調(diào)整，可再生能源將會在可見的未來扮演極其重要的角色。

眾所周知，現(xiàn)在智能手機(jī)之所有還有很多的性能和功能顧慮，說到底還是電池的問題。也就是電池技術(shù)停滯不前，已經(jīng)很長時間沒有長足的進(jìn)步。

氫燃料電池車是最廣為人知的氫能產(chǎn)業(yè)下游應(yīng)用之一。行業(yè)普遍認(rèn)為，氫燃料電池車與純電動汽車具有互補(bǔ)關(guān)系，對于商用車尤其是長途運(yùn)輸應(yīng)用，氫燃料電池車更具優(yōu)勢。

鋰離子電池用三元正極材料LiNixCoyM1-x-yO2(M為Mn或Al)具有比容量高、成本低等優(yōu)點，已實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。然而三元正極材料在安全性能、循環(huán)性能、儲存性能、加工性能等方面仍存在不足，很多研究結(jié)果表明合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是改善三元正極材料性能的有效手段?？偨Y(jié)了三元正極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究進(jìn)展，并對其未來的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

鎳鈷錳具有高比容量、長循環(huán)壽命、低毒和廉價的特點，此外，三種元素之間具有良好的協(xié)同效應(yīng)，因此受到了廣泛的應(yīng)用。用于鋰電池正極材料，在氧化還原儲能中，鎳是主要的成分，如何通過提高材料中鎳的含量以有效提高材料的比容量，是目前研究的熱點之一。