下一代电化学储能技术国际发展态势分析

汤匀, 岳芳, 郭楷模, 李岚春, 陈伟

International development trend analysis of next-generation electrochemical energy storage technology

Yun TANG, Fang YUE, Kaimo GUO, Lanchun LI, Wei CHEN

表2 2018—2022年美国能源部储能联合研究中心支持的电化学储能相关重点研究方向

Table 2 Key research areas related to electrochemical energy storage supported by the U.S. Department of Energy Joint Research Center for Energy Storage, 2018—2022

技术领域 研究目的 主要内容 液态溶剂化科学 基于JCESR之前五年在电解质基因组中引入并开发的有机分子模拟，以及界面处溶剂化和去溶剂化现象的原位表征 静置状态溶剂化壳的平衡结构；液体溶剂化对电荷界面和充电状态等扰动的动态响应 固体溶剂化科学 开发所有固体电解质的溶剂笼机理 柔性溶剂笼，如膜和聚合物；硬质脆性溶剂笼，如玻璃和水晶 流动性氧化还原科学 自下而上构建新型氧化还原剂，将新型构造的原子和分子结合起来，实现更高工作电压、更高移动性、更长寿命、更高安全性和更低成本 变革性新型氧化还原电对设计；引入智能响应和再生特性 动态界面的电荷转移 结合计算机模拟和界面结构原位表征技术，预测和合成具有电极保护、离子选择性传导率和高稳定性的新界面 了解相邻电极和电解质组成的自发界面的演变过程；研究界面定向生长以达到特定性能标准 材料复杂性科学 通过计算机模拟缺陷晶体和长程无序玻璃体，并在表征中研究如何控制材料缺陷浓度及无序程度 设计缺陷和无序材料以实现目标性能；指导合成以实现目标缺陷浓度和无序程度