電池百科
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中國科學技術大學熊宇杰教授課題組基于應用廣泛的半導體硅材料,采用金屬納米結構的熱電子注入方法,設計出一種可在近紅外區域進行光電轉換且具有力學柔性的太陽能電池。研究成果近日在線發表在國際重要化學期刊《德國應用化學》上。
中國科學技術大學曾杰教授課題組與美國阿克倫大學教授彭振猛合作,近期在質子交換膜燃料電池陰極催化劑研制方面取得重要進展,通過在鈀納米晶上生長超薄鉑鎳合金原子層的方法,成功研制出鈀—鉑鎳核殼納米催化劑。該催化劑具有很高的鉑原子利用率,在催化質子交換膜燃料電池陰極氧還原反應中表現不俗。
美國研究人員首次合成出層狀2D結構的電子晶體,從而將這一新興材料帶入納米材料“陣營”。研究人員表示,合成層狀電子晶體導電性能甚至優于石墨烯,有望用于研制透明導體、電池電極、電子發射裝置以及化學催化劑等諸多領域。新研究發表在最新一期《美國化學會志》上。
據外媒報道,荷蘭科技公司里吉斯(RGS)推出E-mgy納米多孔硅,據說該材料可以顯著提高鋰離子的吸收率,并能夠解決電池充電循環中發生的膨脹情況。
“動力電池是電動汽車的核心,在電動汽車補貼滑坡、其他新能源汽車技術競爭激烈的當下,提升動力電池能量密度、降低成本,是電動汽車持續發展的關鍵。”長續航動力鋰電池項目負責人、中科院物理研究所研究員李泓介紹,在納米先導專項支持下,中科院開發的多款動力電池單體電芯能量密度達到300Wh/kg(瓦時/公斤)以上,居世界先進水平。
工業和信息化部就《鋰離子電池行業規范條件(2018年本)》和《鋰離子電池行業規范公告管理暫行辦法(2018年本)》公開征求意見。鼓勵企業加強頂層設計,將數字化、自動化、信息化及智能化等貫穿于設計、生產、管理和服務的各個環節。積極開展智能制造,降低運營成本,縮短產品生產周期,提高生產效率,降低產品不良率,提高能源利用率。
雖然碳納米管電池并不是全球首款柔性電池,但是與目前的柔性電池相比,碳納米管柔性電池幾乎沒有任何尺寸限制,可以制成小到針尖大到地毯各種大小的電池。由于具有非常出色的可塑性,因此碳納米管柔性電池在未來幾年內很可能會被用來制作像LGGFlex和三星GalaxyRound這樣的柔性手機。
然而,科研結果要迅速適用于商業化,當時還需要解決兩個問題:一個是簡化制作生產工藝,二是找到生產成本更低的硅納米顆粒來源,2014年時他們發現稻谷的外殼或許有望成為一個很好的材料,因為這種農作物副產品來源穩定,而且產量極高,不少種植基地這種副產品都是磨成粉用作動物飼養的飼料,稻殼預計20%能夠被轉化為二氧化硅,而剛好二氧化硅能夠被轉化為制造電極所需要的純硅納米顆粒。
崔屹和他的公司正在嘗試將鋰離子電池——如今最好的商用技術——提升到一個新的高度。目前,許多公司,如松下、三星、LG化學、蘋果以及特斯拉等都在競相讓電池變得更小、更輕,同時擁有更大的儲電能力。但在這些強力的競爭者中,崔屹的公司仍然是最具開創性的。
近日,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心曾杰教授課題組與湖南大學黃宏文教授合作,研制出一種兼具優異的催化活性和穩定性的質子交換膜燃料電池陰極催化劑,有望大幅降低未來電動汽車的電池價格。
看資料,遇到負極或者電解液性能的時候,總能看到一個名詞組:SEI,說SEI膜的形態特性與變化對電池的容量發揮、功率發揮、循環壽命、高溫穩定性能等有至關重要的意義。但是SEI膜是屬于微觀層面的電池界面問題,顯得比較神秘。本著學習的態度,我收集了一些資料,梳理了一下關于SEI膜的幾個問題:有什么功能、怎么形成、怎么變化。
如今電池續航已經成為智能手機的最大短板,而各國科學家也在不斷努力嘗試解決這一問題。近日,臺灣清華大學化工系教授段興宇所帶領的團隊宣布成功研發出一種基于“磷”的新型電池,能量密度大大提升。
身為斯坦福大學的材料學家,崔屹在六年前創立了Amprius電池公司,他將電池化學和納米技術結合到了一起。目前他的團隊正在創造結構復雜的的電池電極,與標準電極相比,能夠更多、更快地吸收和釋放帶電離子,同時不會引起不利的副反應。
經過15年產學研合作,滬上科研團隊牽頭研發的磷酸鐵鋰動力電池技術不斷完善,這種動力電池已在電動大巴、電動物流車、乘用車上得到廣泛應用,以磷酸鐵鋰為動力的電動大巴還出口美國、日本、英國以及歐洲和大洋洲國家,使中國成為磷酸鐵鋰電池制造及應用頭號大國。
隨著中國新能源汽車行業呈現爆發性增長,動力電池行業進入高速擴張期。據動力電池應用分會研究部的統計數據顯示,2018全年我國新能源汽車動力電池裝機總量為56.89GWh,同比增長56.88%,裝機量從3月份開始持續走高,6月略有下滑后繼續攀升,12月裝機量達到頂峰,高達13.36GWh,環比增長49.92%。
目前廣泛應用的鋰離子電池負極材料通常是石墨或者一些碳的其他形態,最常見的鋰離子電池負極石墨材料主要有人造石墨和天然石墨,以及中間相碳微球。其中應用最為廣泛的主要是人造石墨和天然石墨,但是近年來中間相碳微球由于其在容量方面的優勢,正逐漸得到廣泛的應用。在塊狀石墨中,鋰會非連續的嵌入到石墨層間(分段現象),形成最大化合物LiC6(理論容量為372mAh/g)。
據外媒報道,盡管鋰金屬陽極能推動下一代高能量密度電池系統的開發,但由于金屬鋰對液體電解質反應大、實際應用中具效率低和有安全隱患的缺點,進而阻礙了該材料的實際應用。為解決此矛盾,斯坦福大學的一組研究人員展示了使用納米金剛石薄膜來保護鋰金屬的表面,鋰可以在薄膜下方完成電鍍并防止與電解液產生寄生反應。
加州大學洛杉磯分校亨利·薩姆厄里工程與應用科學學院的研究人員領導一個研究團隊,開發出使用三種金屬化合物制成的納米結構,在降低生產成本的同時,增加了燃料電池的效率和耐久性。他們的方案解決了這項技術一直停滯不前的棘手問題。