
【化】 energy storage materials
store up
ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【醫】 energy
data; datum; ******s; material; stuff
【醫】 data; datum; material; stock
【經】 material; materials; spoilage
儲能材料(Energy Storage Materials)指能夠通過物理或化學機制存儲能量,并在需要時可控釋放的一類功能材料。根據存儲能量形式的不同,主要分為電能存儲材料(如锂離子電池電極材料)、熱能存儲材料(如相變材料)和機械能存儲材料(如彈性合金)三大類。
在電化學儲能領域,锂離子電池正極材料包括層狀钴酸锂(LiCoO₂)、橄榄石型磷酸鐵锂(LiFePO₄)等,其儲锂能力可通過以下公式表征:
$$
C = frac{nF}{3.6M}
$$
式中C為理論比容量(mAh/g),n為電子轉移數,F為法拉第常數(96485 C/mol),M為材料摩爾質量(g/mol)。
相變儲能材料(PCMs)如石蠟、無機水合鹽,其儲能密度可通過潛熱公式計算:
$$
Q = m cdot Delta H
$$
其中Q為儲能總量,m為材料質量,ΔH為相變潛熱。這類材料在太陽能熱利用領域已實現商業化應用。
當前研究聚焦于提升能量密度、循環穩定性和安全性。例如,矽基負極材料的理論比容量達4200 mAh/g,是傳統石墨材料的10倍,但體積膨脹問題仍需通過納米結構設計解決。固态電解質材料如Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)因其不可燃特性,正在推動下一代高安全性電池發展。
儲能材料是指能夠通過物理或化學變化儲存能量,并在需要時釋放能量的功能性材料。其核心功能是實現能量的高效存儲與轉化,廣泛應用于能源管理、可再生能源整合等領域。以下是詳細解釋:
儲能材料通過吸收、儲存和釋放能量實現能源的時空轉移。根據能量形式不同,可分為:
$$ Delta H = mc_pDelta T quad (text{顯熱儲存公式}) $$
按材料構成:
按儲能方式:
當前研究熱點包括:
注:完整技術圖譜可參考北極星儲能網和豆丁網的行業報告。
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