10.5 其他新技术

（1）双离子电池。双离子电池作为一种新型电化学储能技术，依靠阴阳离子的协同氧化还原机理实现储能，具有电压高、成本低、环保等优势，近年来得到了广泛关注和研究。正极材料、电解液和负极材料是当前双离子电池研究的主要方向。

在正极材料方面，与金属离子电池不同，双离子电池正极通常采用石墨类碳基材料，通过阴离子的插层/脱嵌过程实现电池的充放电。然而，石墨正极层间距小、活性位点少，导致阴离子插层理论容量有限，插层动力学不足；阴离子插层石墨还面临溶剂分子共嵌问题，导致插层容量降低、正极石墨片层结构发生剥离，循环稳定性下降。因此，相关研究重点在于对碳基正极材料进行结构设计与界面改性，从而改善正极材料的结构稳定性、抑制溶剂分子与阴离子的共嵌现象等。

在电解液方面，不同于金属离子电池，双离子电池电解液不仅作为离子传输媒介，也是充放电过程中的活性离子来源，因此对电池容量、循环寿命、能量密度等电化学性能具有重要影响。传统碳酸酯类电解液电化学稳定窗口窄，高电压下易发生氧化分解，且电解液浓度低，导致双离子电池能量密度受限。基于双离子电池的特点，目前电解液的研究工作主要集中在开发具有高电压、高浓度、高安全以及耐低温等特性的电解液体系。

在负极材料方面，双离子电池负极与金属离子电池的反应机理一致，常用负极材料主要包括碳基负极材料、过渡金属氧化物/硫化物负极、有机负极以及合金化负极等。其中，合金化负极作为一类高比容量、反应电位适中的负极材料逐渐受到关注，特别是针对合金化负极存在体积膨胀较大、循环寿命不足的问题，进一步围绕合金化负极开展了大量的结构设计与改性研究。

双离子电池的产业化研究与应用探索目前也在稳步推进中，以中国科学院深圳先进技术研究院、中国科学院青岛能源所、中国科学院长春应化所为代表的科研单位基于前期基础研究，开展了产业化中试研究，目前已开发出具有20 Ah容量的单体电芯，将逐步探索双离子电池在多种场景的应用示范。

（2）有机储能电池。有机储能电池采用具有可逆电化学氧化还原活性的有机物分子作为电极材料的一类新型电化学储能技术。有机电极材料具有原材料绿色环保、成本低、结构可设计性强等优点，有机储能电池在力学性能、温度适应性等多功能应用场景上有优势，近年来受到了研究者们的广泛关注。

有机储能电池的研究内容主要包括高容量有机正、负极电极材料的设计与制备；有机电极材料电荷存储机制的研究；有机物分子在充放电过程中结构(官能团、晶体结构等)演变规律；有机电极材料体系固/液态电解质的研发；长寿命、极端应用场景下有机离子电池体系的构建；有机电池电芯制造工艺及模组集成技术的探索等。国内多所高校及科研院所包括南开大学、复旦大学、郑州大学、武汉大学、浙江大学等开展了关于有机储能电池材料的研发工作。