電池百科
宣傳內(nèi)容
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近日,美國(guó)斯坦福大學(xué)的崔屹(通訊作者)等人,研發(fā)出一種新型的Mn-H二次電池,相關(guān)成果以“Amanganese–hydrogenbatterywithpotentialforgrid-scaleenergystorage”為題發(fā)表在NatureEnergy上,第一作者為陳維博士。在兩電極反應(yīng)中,電池的正極是可溶的Mn2+和固態(tài)MnO2,負(fù)極材料是循環(huán)的H2和H2O。其中,H2和H2O是通過析氫和氧化的催化反應(yīng)獲得。這個(gè)電池的放電電壓是~1.3V,循環(huán)10000圈后容量沒有衰減。
高循環(huán)穩(wěn)定性鋰(Li)金屬負(fù)極的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)高比能鋰金屬電池的關(guān)鍵。然而,不均勻傳質(zhì)和電荷轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的Li枝晶形核與生長(zhǎng),不僅造成電池低的庫(kù)侖效率和快速的容量衰減,還可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路,帶來嚴(yán)重安全隱患,極大地阻礙了鋰金屬電池的實(shí)用化進(jìn)程。
松下公司通過大力投入車載電池事業(yè)等,確定了其領(lǐng)先行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。它最新開發(fā)出一種AI高科技材料分析手法,不僅僅適用于電池,而且預(yù)計(jì)可以利用于太陽(yáng)能電池等的材料開發(fā)。
近年來,在鋰二次電池新材料的研發(fā)過程中逐漸建立了基于材料基因組思想的高通量計(jì)算理論工具與研究平臺(tái).在該平臺(tái)上,通過將不同精度的計(jì)算方法組合,實(shí)現(xiàn)了基于離子輸運(yùn)性質(zhì)的材料篩選;通過將信息學(xué)中數(shù)據(jù)挖掘算法引入高通量計(jì)算數(shù)據(jù)的分析,證實(shí)了材料大數(shù)據(jù)解讀的可行性.
新型電解液粘度低、電導(dǎo)率高、應(yīng)用溫度范圍寬,同時(shí)保持了寬電壓窗口、不可燃和易操作的特點(diǎn)。使用該電解液,研究人員組裝了安全、寬窗口、高倍率的超級(jí)電容器。
生活中電池?zé)o處不在,特別是鋰電池應(yīng)用十分廣泛,正急速滲透汽車、儲(chǔ)能、航空航天及軍工等領(lǐng)域。因此,各國(guó)將提升動(dòng)力電池的性能列為研究熱點(diǎn)之一,而電解液可解決最為重要的安全問題。
鋰金屬具有高達(dá)3,860mAh/g的比容量和低至-3.04V(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極)氧化還原電位。因而可充電鋰金屬電池成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ母吣芏纬潆婋姵伢w系之一。但鋰枝晶問題嚴(yán)重困擾鋰金屬電池的發(fā)展,失控生長(zhǎng)的鋰枝晶可以快速降低電池的性能,縮短電池使用壽命,甚至刺穿電極之間的膜,引發(fā)電池短路等安全問題。因此,如何在大的電流密度、大的能量密度、長(zhǎng)周期循環(huán)的條件下,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰枝晶生長(zhǎng)的有效抑制就成為問題關(guān)鍵。
受國(guó)際冷戰(zhàn)貿(mào)易戰(zhàn)影響,當(dāng)今市場(chǎng)瞬息萬變,更遑論技術(shù)的堅(jiān)硬。無論是鋰礦,還是電解液,未來都具有不確定性。
近期,鋰電池中游有了一波大級(jí)別的上漲,高鎳三元材料板塊漲幅最大。為了提升能量密度,電池高鎳化是大勢(shì)所趨,這一點(diǎn)毋庸置疑。但與市場(chǎng)不同的是,我們認(rèn)為除了正極以外,電池高鎳化后電解液環(huán)節(jié)的價(jià)值量和附加值也會(huì)有很大的提升,甚至可能不亞于正極材料從523到811的變化,應(yīng)該加強(qiáng)重視!
鋰硫電池因具有高理論比容量(1675mAhg-1)和能量密度(2600Whkg-1)等優(yōu)點(diǎn),得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注。然而,聚硫化物(Li2Sn,4≤n≤8)穿梭嚴(yán)重和硫?qū)щ娦圆畹葐栴}嚴(yán)重制約了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用。目前,針對(duì)上述問題研究者們已經(jīng)采取了諸多措施,例如硫復(fù)合電極等。近年研究表明,隔膜對(duì)電池性能具有重要影響,包括抑制穿梭、枝晶再生、界面穩(wěn)定性和安全性等。
二氧化碳能變廢為寶成為鋰電池電解液溶劑,奧克股份的“新能源鋰電池電解液溶劑項(xiàng)目”實(shí)現(xiàn)了這一綠色目標(biāo)。日前,奧克股份與中科院過程所共同開發(fā)的“固載離子液體催化二氧化碳制備碳酸二甲酯(DMC)/乙二醇綠色工藝”通過了中國(guó)石油和化工聯(lián)合會(huì)組織的、由多位院士組成的鑒定委員會(huì)的技術(shù)成果鑒定。
據(jù)外媒報(bào)道,中俄聯(lián)合創(chuàng)立的研究中心成功將用于手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車的鋰離子電池容量提升15%,由此減輕了電池重量。
鋰電池電解液成分介紹,電解液如何影響鋰電池質(zhì)量?電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料(正極、負(fù)極、隔膜、電解液)之一,鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,起著至關(guān)重要的作用。鋰電池電解液成份一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。
70萬噸+27億平米!這些電池材料企業(yè)將遭遇“訂單炸彈”,在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、力神電池、孚能科技、比克動(dòng)力、億緯鋰能、中航鋰電、卡耐新能源等裝機(jī)量再創(chuàng)新高的同時(shí),也拉動(dòng)了四大材料市場(chǎng)的巨大需求,許多擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的材料企業(yè)訂單供不應(yīng)求,營(yíng)收業(yè)績(jī)節(jié)節(jié)攀升。
鎂二次電池作為一種低成本、高安全的儲(chǔ)能技術(shù),正受到國(guó)內(nèi)外廣大科研人員的關(guān)注。美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室、日本豐田集團(tuán)、歐盟“展望2020”科研計(jì)劃等都在積極布局鎂電池研發(fā)項(xiàng)目,足可見其重要性。在眾多堿金屬和堿土金屬負(fù)極中(鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋅),鎂金屬負(fù)極擁有不易長(zhǎng)枝晶、高體積比容量(3833mAh/cm3,鋰金屬僅有2036mAh/cm3)、高儲(chǔ)量(地殼元素中含量第五)、低成本(只有鋰金屬的1/30)等諸多競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)。
鋰離子電池自從進(jìn)入市場(chǎng)以來,以其壽命長(zhǎng)、比容量大、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),獲得了廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池低溫使用存在容量低、衰減嚴(yán)重、循環(huán)倍率性能差、析鋰現(xiàn)象明顯、脫嵌鋰不平衡等問題。然而,隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,鋰離子電池的低溫性能低劣帶來的制約愈加明顯。
記者從中科院大連化學(xué)物理研究所獲悉,該所儲(chǔ)能技術(shù)研究部李先鋒研究員、張華民研究員領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出鋅碘單液流電池的概念,實(shí)現(xiàn)鋅碘單液流中電解液的利用率達(dá)到近100%,進(jìn)而大幅提高了電池的能量密度。研究成果在線發(fā)表于《能源環(huán)境科學(xué)》上。
“底子好”還有一重意思,是指多氟多的起點(diǎn)高,“氟是自然界最活躍的非金屬元素,很活潑,逮到誰(shuí)就跟誰(shuí)反應(yīng),非常調(diào)皮搗亂,一旦把它馴服,那也是浪子回頭金不換,用途很多,價(jià)值很大。”
在過去的20多年時(shí)間里,鋰離子電池已經(jīng)在消費(fèi)電子領(lǐng)域取得了巨大的成功,而如今鋰離子電池又開啟了一個(gè)全新的領(lǐng)域——?jiǎng)恿﹄姵亍D壳皠?dòng)力電池的發(fā)展經(jīng)過了兩個(gè)階段,在動(dòng)力電池發(fā)展的初期,出于安全和成本的考慮磷酸鐵鋰電池占據(jù)了絕對(duì)領(lǐng)先地位,后隨著國(guó)家補(bǔ)貼政策的調(diào)整,在乘用車領(lǐng)域以三元/石墨體系為代表的高能量密度鋰離子電池逐漸占了上風(fēng),而在大巴車等領(lǐng)域磷酸鐵鋰仍然占主導(dǎo)地位,轉(zhuǎn)型的過程是痛苦的,一些沒有及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的廠家逐漸被市場(chǎng)淘汰,抓住風(fēng)口的CATL則接著這股東風(fēng)成功起飛。