電池百科
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美國科學家提出,在陶瓷材料里摻入納米材料“白色石墨烯”,可大幅提升陶瓷材料的強度、韌性以及耐熱、耐輻射等能力,有潛力用于核工業、航天等需要高性能復合材料的領域。
日常生活中許多產品離不開電池,但電池的充電速度和使用時間始終遭人詬病。美國華人科學家在最新一期美國《科學》雜志上報告說,他們研制出一種多孔石墨烯復合電極技術,朝著研制充電速度快且續航能力強的電池邁近重要一步。美國加利福尼亞大學洛杉磯分校段鑲鋒教授對新華社記者說,充電快慢由功率密度決定,使用時間長短由能量密度決定,但對于現在大部分電池,提高功率密度與提高能量密度通常相互沖突。
復旦大學高分子科學系、聚合物分子工程國家重點實驗室盧紅斌課題組與新加坡國立大學化學系羅健平(LohKianPing)課題組合作,通過在石墨烯表面引入極少量(5.9atom%)可電離含氧官能團,實現了高質量石墨烯在水相中的高效率制備,對加速石墨烯大規模產業化應用起重要推動作用。
記者從復旦大學獲悉,該校與新加坡國立大學研究人員合作,通過在石墨烯表面引入極少量可電離含氧官能團,實現高質量石墨烯在水相中的高效率制備,有利于加速石墨烯大規模產業化應用。相關成果近日在線發表于《自然·通訊》雜志。
為此,東華大學的朱美芳教授(點擊查看介紹)團隊在前期的研究工作中開發了一種石墨烯溶液的非液晶紡絲方法,通過堿液調節溶液中石墨烯片層表面的帶電性,使片層間產生強烈的靜電排斥力,形成無序排列,規模化連續制備得到具有高電化學性能的多孔純石墨烯纖維(NanoEnergy,2015,15,642),并取得了一系列的研究進展。
近年來,高性能電化學儲能裝置的需求量大幅上升,于是很多學者都開始投入到對更卓越電極材料的開發和研究中。在這方面,石墨烯基材料吸引了大量目光。由于能提升現有設備性能,并使下一代設備更實用,石墨烯基材料被看作是前景深遠的高性能電極材料。
超級電容當前在交通運輸、風力發電、不間斷電源等領域得到了廣泛應用,其在中國較為廣泛的應用來自城市混合動力汽車啟停能量回收系統。作為全球最大超級電容器制造商Maxwell公司的首席技術執行官,MikeEverett認為超級電容器能夠迅速捕獲過剩的電能,并在峰值需求階段提供電源,且可為鋰離子電源、燃料電池等主電源提供功率補償,因而迅速得到了市場的認可。
燃料、鎳氫、超級電容、液流、鋰離子等電池技術路線一直有爭議。隨著國家電網公司2014年科技項目鋰離子儲能電池原位檢測技術研究項目啟動,新加坡南洋理工大學的科研人員研發出了新型納米鋰電池問世,可以在兩分鐘內充電70%,使用壽命長達20年等這些典型事例,至少說明企業以及科研機構對鋰離子電池充滿了信心。
有效回收動力電池具備環保及經濟價值。在政策鼓勵、滲透率不斷提升的利好背景下,新能源車有望繼續快速發展,預計到2020年銷量將超過230萬輛。
來自英國劍橋的科技產業顧問機構IDTechEx董事長PeterHarrop表示,有一種新型態的電力儲存裝置,結合了超級電容(supercapacitor)與鋰離子電池的優勢,并能藉由汽車引擎的熱能來充電,將是未來包括工業用卡車、軍用車輛等交通工具動力來源的理想選擇。
相較于傳統電池產品,超級電容能存儲的電量并不多,因此超級電容并不能作為供電設備單獨使用。超級電容具有快速釋放所存電能的能力,同時可在短時間內完成充電且多次充電后性能不會降低。
受高管頻繁增持刺激,上年業績不佳的超級電容巨頭Maxwell(NASDAQ:MXWL)股價在不到一個月內累計上漲近15%,遠超納指同期表現。
即便價格普遍高過了鋰離子電池,即便存在封裝、溫控等諸多技術挑戰,但作為鋰離子電池功率特性的有效彌補,超級電容正在拓展著新能源汽車行業的應用領域。
來自印度S.N.Bose國家基礎科學研究中心的兩位學者研發出了一種具有復合納米結構的新型超級電容器,其擁有比現有的非復合超級電容器電極更優越的性能。由于氧化鎳和氧化鐵都是性價比很高的環保材料,因此滿足綠色低成本超級電容的要求。
搬過家、收過包裹之后,家里總會多出一些沒用的包裝填充材料,而在最近,普渡大學的研究者們展示了一種新的回收利用泡沫填充材料的方法——在經過加工之后,包裝箱中常用的泡沫填充顆粒(packingpeanuts)被制成了可以用于鋰電池的電極,而且這種電極與傳統石墨電極相比性能更優。這項研究成果近日在第249屆美國化學學會全國會議上進行了發表。