電池百科
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石墨烯具有高導電性、高比表面積、二維連續結構等特性,可以有效提高多種電化學儲能材料的性能(如硅負級,鋰過渡金屬氧化物正極,硫正極,鋰金屬負極及空氣正極等)。但目前石墨烯在應用于電化學儲能領域時仍有一些問題。如,化學氣相沉積法可有效制備低缺陷的單層石墨烯,但在材料的產量及成本控制方面難以滿足能源領域大規模應用的需求;而化學剝離法及機械剝離法雖然在產量和成本上具有一定優勢,但在石墨烯的質量方面有所欠缺,從而限制了石墨烯基電極材料的電化學性能。
石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結構的一種新型碳材料,具有優異的力學、熱學和電學性能,被冠以“黑金”、“新材料之王”的美譽。科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀。
布朗大學的研究人員展示了一種使用氧化石墨烯(GO)為海藻酸鹽制成的水凝膠材料添加一些骨架的方法,海藻酸鹽是一種天然材料,來自海藻,目前用于各種生物醫學應用。發表在Carbon雜志上的一篇論文中,研究人員描述了一種3D打印方法,用于制造復雜耐用的藻酸鹽-GO結構,這種結構比單獨使用海藻酸鹽更堅硬,更耐破碎。
石墨烯及其納米尺寸的小兄弟納米石墨烯因其卓越的光電特性而聞名。然而,生物醫學應用受到材料不溶性的阻礙,特別是在水中。日本科學家團隊現已引入取代的“翹曲納米石墨烯”,它可溶于多種溶劑,同時保持其光物理特性。作者在AngewandteChemie的出版物中也強調了其在照射時選擇性殺死細胞的光動力學潛力。
石墨烯因其近乎“完美”的單層碳原子蜂窩狀二維晶體結構而被譽為“新材料之王”,不過,帶有含氧官能團的氧化石墨烯可就沒那么幸運了。拿浙江大學特聘教授高超的話來說,氧化石墨烯“背負著不少惡名”。因何得“惡名”?“千瘡百孔”(充滿孔洞)的身體及其工業工藝造成的嚴重環境污染等均難辭其咎。
德國斯圖加特馬普固態研究所和烏爾姆大學的科學家使用超顯微鏡(SALVE),觀察到以原子分辨率顯示的鋰離子在電化學充放電過程中的表現,證明了在單個納米電池中雙層石墨烯發生的可逆鋰離子吸收。研究成果發表在最新一期的《自然》雜志上。
布朗大學的研究人員展示了一種使用氧化石墨烯(GO)為海藻酸鹽制成的水凝膠材料添加一些骨架的方法,海藻酸鹽是一種天然材料,來自海藻,目前用于各種生物醫學應用。發表在Carbon雜志上的一篇論文中,研究人員描述了一種3D打印方法,用于制造復雜耐用的藻酸鹽-GO結構,這種結構比單獨使用海藻酸鹽更堅硬,更耐破碎。
作為一種新型碳材料,石墨烯自發現之日起就受到了各國科學家的廣泛關注。石墨烯具有結構穩定、導電性高、韌度和強度高等突出的物理化學性質,被譽為“新材料之王”,已經應用在電子、儲能、復合材料、航空航天等諸多領域。在我國制造業由大變強的進程中,發展石墨烯產業,對帶動相關下游產業技術進步,提升創新能力,加快制造業轉型升級,搶占制造業新一輪競爭制高點,激活潛在消費等,都有著重要意義。
倫斯勒理工學院的一組研究人員開發了一種新微流體輔助技術,用于開發高性能的宏觀石墨烯纖維。石墨烯纖維是新近發現的碳纖維家族成員,在儲能、電子與光學、電磁、導熱與熱管理、結構應用等多個技術領域具有潛在的應用前景。研究發現發表在《自然納米技術》上,從歷史上看,同時優化石墨烯纖維的熱/電性能和力學性能是非常困難的。然而Rensselaer團隊已經展示了他們同時做到這兩點的能力。宏觀石墨烯纖維可由分散在水溶液中的二維石墨烯氧化物片經流體力學組裝而成,形成溶解性液晶。
高導熱塑料因其良好的加工性能、低廉的價格以及優異的導熱性能而在變壓器電感、電子元器件散熱、特種電纜、電子封裝、導熱灌封等領域大放異彩。以石墨烯為填料的高導熱塑料能夠滿足熱管理、電子工業中高密度、高集成度組裝發展的要求。
電池隔膜最主要的功能是分隔電池中的正負極板,防止正負極板直接接觸產生短路,同時,由于隔膜中具有大量貫通的微孔,電池中的正負離子可以在微孔中自由通過,在正負極板之間遷移形成電池內部導電回路,而電子則通過外部回路在正負電極之間遷移形成電流,供用電設備利用。
電池容量簡單來說就是電池能裝多少電,電池容量越大,裝的電就越多,車子跑的就越遠,但這樣會導致車輛過重,反而影響續航。所以今天我們來講一講另一個提升容量的方法——增大電池能量密度。
鋰離子電池的勻漿是鋰離子電池生產的關鍵環節,勻漿環節主要是將活性物質、粘結劑和導電劑等成分混合成為均勻的懸濁液,通常我們會首先將粘結劑分散成為膠液,然后有一些工藝會首先將導電劑與膠液分散成為導電膠,然后與活性物質混合。
單體電池完成老化后就進入到模塊組合的階段,在組合之前要首先進行篩選,也就是測試單體電池的容量、動態內阻和電壓等數據,盡量選擇各個參數一致的電池進行匹配。
動力電池設計,就是根據用電設備的要求,為設備提供工作電源或動力電源。因此,動力電池設計首先必須根據用電設備需要及電池的特性,確定電池的電極、電解液、隔膜、外殼以及其他部件的參數,對工藝參數進行優化,并將它們組成有一定規格和指標(如電壓、容量、體積和重量等)的電池組。