将在未来5年投资约12亿美元建设电池与储能创新中心,关注于交通和电网规模 电化学储能的新材料、设备、系统以及新方法研发;日本也提出将储能电池扶持为 战略性产业,发展电力行业大规模储能电池和车用电池。目前的研究热点和趋势在 于:(1)高容量锂离子电池电极材料设计开发。如美国 Envia Systems公司使用固溶 体类富锰阴极材料和SiC基阳极材料,实现400 )Wh/kg能量密度纪录,并硏发成功 45Ah层压型电池单元;伦斯勒理工学院利用有瑕疵的石墨烯纸作为锂离子电池阳 极,相比传统石墨电极充放电速度快10倍。(2)利用传感等实时监测和先进电源管 理技术解决锂电池安全性问题。美国将投入3000万美元开发先进的传感和控制技 术,大幅提高电池的安全性、性能和寿命;德国也计划投入3600万欧元研发提高锂 离子电池的安全性,研究将关注优化电池化学、新的半导体传感器材料、测试方法 和安全性模型等。(3)深入认识锂空电池充放电化学反应过程,开发性质稳定的电 解质,优化设计电极结构,实现实用化。IBM公司联合日本旭化成和中央玻璃公司 实施一次充电能行驶约500英里(800公里)的锂空电池项目,关注创新膜技术 新型电解液和高性能添加剂研发:英国圣安德鲁斯大学采用二甲基亚砜电解质和多 孔金薄膜电极,成功实现了较好循环,且基本可逆,在100次充放电循环后锂空电 池容量仍能保持95%,Li2O2的氧化动力学比传统碳电极快约10倍。(4)超级电容 器复合电极材料开发。如法英美联合硏究团队通过计算模拟,首次研究了多孔碳电 极吸附离子液体的分子级储能机制;加州大学洛杉机分校利用光刻DVD激光处理 开发出高性能石墨烯基超级电容器。 (武汉分馆能源情报研究组) 决策参考 《 Nature》2012年度评论论文之能源反思 2012年12月20日出版的《Nwe》杂志发表《366天:2012评论》一文1,对 2012年发生的与科学相关的重要事件进行了回顾,其中一节专门提到了能源问题。 综述指出,日本福岛核事故在2012年继续对能源政策产生着影响。日本2012 年9月公布的《能源环境创新战略》中提出了到2030年代实现无核化的目标,5月 日本将最后一座反应堆进行关闭维护,7月又重新启动了两座,但这一举措也面临 着不断扩大的公众抗议声浪。欧盟对其成员国140多座反应堆进行了压力测试,结 论是需要广泛采取安全性升级措施。美国核能监管委员会为一座采用激光进行铀浓 缩的核燃料工厂发放了许可证,有人担忧这种技术可能被恐怖分子利用。 Richard Van Noorden. 366 days: 2012 in review. Nature, 2012, 492(7429): 324-3275 将在未来 5 年投资约 1.2 亿美元建设电池与储能创新中心，关注于交通和电网规模 电化学储能的新材料、设备、系统以及新方法研发；日本也提出将储能电池扶持为 战略性产业，发展电力行业大规模储能电池和车用电池。目前的研究热点和趋势在 于：（1）高容量锂离子电池电极材料设计开发。如美国 Envia Systems 公司使用固溶 体类富锰阴极材料和 Si-C 基阳极材料，实现 400Wh/kg 能量密度纪录，并研发成功 45Ah 层压型电池单元；伦斯勒理工学院利用有瑕疵的石墨烯纸作为锂离子电池阳 极，相比传统石墨电极充放电速度快 10 倍。（2）利用传感等实时监测和先进电源管 理技术解决锂电池安全性问题。美国将投入 3000 万美元开发先进的传感和控制技 术，大幅提高电池的安全性、性能和寿命；德国也计划投入 3600 万欧元研发提高锂 离子电池的安全性，研究将关注优化电池化学、新的半导体传感器材料、测试方法 和安全性模型等。（3）深入认识锂空电池充放电化学反应过程，开发性质稳定的电 解质，优化设计电极结构，实现实用化。IBM 公司联合日本旭化成和中央玻璃公司 实施一次充电能行驶约 500 英里（800 公里）的锂空电池项目，关注创新膜技术、 新型电解液和高性能添加剂研发；英国圣安德鲁斯大学采用二甲基亚砜电解质和多 孔金薄膜电极，成功实现了较好循环，且基本可逆，在 100 次充放电循环后锂空电 池容量仍能保持 95%，Li2O2 的氧化动力学比传统碳电极快约 10 倍。（4）超级电容 器复合电极材料开发。如法英美联合研究团队通过计算模拟，首次研究了多孔碳电 极吸附离子液体的分子级储能机制；加州大学洛杉机分校利用光刻 DVD 激光处理 开发出高性能石墨烯基超级电容器。 （武汉分馆能源情报研究组） 决策参考 《Nature》2012 年度评论论文之能源反思 2012 年 12 月 20 日出版的《Nature》杂志发表《366 天：2012 评论》一文 1 综述指出，日本福岛核事故在 2012 年继续对能源政策产生着影响。日本 2012 年 9 月公布的《能源环境创新战略》中提出了到 2030 年代实现无核化的目标，5 月 日本将最后一座反应堆进行关闭维护，7 月又重新启动了两座，但这一举措也面临 着不断扩大的公众抗议声浪。欧盟对其成员国 140 多座反应堆进行了压力测试，结 论是需要广泛采取安全性升级措施。美国核能监管委员会为一座采用激光进行铀浓 缩的核燃料工厂发放了许可证，有人担忧这种技术可能被恐怖分子利用。 ，对 2012 年发生的与科学相关的重要事件进行了回顾，其中一节专门提到了能源问题。 1 Richard Van Noorden. 366 days: 2012 in review. Nature, 2012, 492 (7429): 324-327