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鋰離子電池因?yàn)槠淠芰棵芏雀摺⑹褂脡勖L等特點(diǎn),在消費(fèi)電子和新能源汽車領(lǐng)域有著不可替代的作用。但同時(shí),鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)性較高,容易發(fā)生起火爆炸。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2016年鋰電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)起火事故有37起,分布在鋰離子電池的生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用、回收等各個(gè)環(huán)節(jié)。
據(jù)國外媒體The Verge報(bào)道,電池有時(shí)候會(huì)爆炸。那些爆炸視頻很嚇人,但科學(xué)家和初創(chuàng)公司一直在努力打造更安全的電池。他們正在改進(jìn)電池的設(shè)計(jì)以及測試新材料,希望能一勞永逸地解決安全問題。
22日,記者從中國科學(xué)院生物能源與過程研究所獲悉,在中國科學(xué)院院士李玉良的指導(dǎo)下,青島能源所黃長水研究員帶領(lǐng)的碳基材料與能源應(yīng)用研究組首次設(shè)計(jì)合成了氟取代的石墨炔二維碳材料,應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極,顯示出優(yōu)異的電化學(xué)儲(chǔ)能性能。相關(guān)成果已在線發(fā)表于《能源與環(huán)境科學(xué)》上。
2018年7月31日由美國有關(guān)政府部門,電池協(xié)會(huì)以及鋰電池生產(chǎn)和回收企業(yè)等,在華盛頓特區(qū)召開鋰電池專題工作組會(huì)議,其中一項(xiàng)主要內(nèi)容是討論鋰電池二次開發(fā)(梯次)和利用管理和政策要求,旨在更好的保護(hù)消費(fèi)者和生產(chǎn)從業(yè)者的安全, 防止再造鋰電池生產(chǎn)和使用中發(fā)生危險(xiǎn)和環(huán)境破壞。
清華大學(xué)微納電子系任天令教授團(tuán)隊(duì)日前研發(fā)出多層石墨烯表皮電子皮膚,該器件具有極高的靈敏度,可以直接貼覆在皮膚上用于探測呼吸、心率、發(fā)聲等,在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、睡眠監(jiān)測、生物醫(yī)療等方面具有重大應(yīng)用前景。
純石墨烯是一種僅一個(gè)原子厚的結(jié)晶體,厚度為0135nm左右,具有超薄、超堅(jiān)固和超強(qiáng)導(dǎo)熱導(dǎo)電性能等特性和優(yōu)異的力學(xué)性能,可望在高性能電子器件、復(fù)合材料、場發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
摘要:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所新發(fā)現(xiàn),可利用支撐石墨烯的多層介質(zhì)襯底拉曼振動(dòng)模的強(qiáng)度來測試放置于這種多層介質(zhì)襯底上的石墨烯樣品層數(shù)。
碳可以形成不同類型的材料,從金剛石到石墨以及新近的富勒烯、納米管和石墨烯。這些材料由于碳鍵結(jié)構(gòu)不同,而表現(xiàn)出各種特殊性質(zhì)。制造硬度相當(dāng)或優(yōu)于金剛石的薄層材料是一個(gè)一直以來的挑戰(zhàn)。從科學(xué)和技術(shù)兩方面的原因來說,石墨轉(zhuǎn)變成金剛石仍然是材料科學(xué)中最令人著迷和研究的固-固相變之一。最近,在實(shí)驗(yàn)和理論上的努力,已經(jīng)有了許多通過表面的化學(xué)官能化來引起多層石墨烯轉(zhuǎn)變類金剛石結(jié)構(gòu)的研究。然而,盡管取得了一些成功,但是這種原子級(jí)薄層的類金剛石薄膜還沒有實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明其具有類似于金剛石的機(jī)械性能。
石墨烯是目前在科技界最為流行的一種高性能材料,單層原子的厚度和各種優(yōu)良性能,使它在各行各業(yè)都具有極高的應(yīng)用潛力。從改進(jìn)海水淡化過濾設(shè)備到快速充電電池,再到發(fā)明下一代LED的燈泡、改進(jìn)太陽能電池。但是我們相信石墨烯的潛力遠(yuǎn)不止這些,下面帶大家盤點(diǎn)下石墨烯目前已經(jīng)改變的六種技術(shù)。
從石墨烯聯(lián)盟委員會(huì)制定的關(guān)于石墨烯標(biāo)準(zhǔn)的定義中,我們可以了解到,石墨烯具有狹義和廣義兩個(gè)層面上的解讀。
多層石墨烯用途比不上少層石墨烯好使,舉例說,用在導(dǎo)電塑料用多層石墨烯需要15wt%才有10e4ohm/sq,但少層石墨烯就可以在5wt%內(nèi)做到更好。又比如用抗菌滌綸上,多層石墨烯至少要摻入2wt%,少層石墨烯只要0.4wt%就達(dá)到滅菌率99%。除非你的多層石墨烯便宜到可以再加工成少層石墨烯,否則你一點(diǎn)也沒有競爭力!
2004年,兩位科學(xué)家意識(shí)到他們已經(jīng)在用于清潔石墨晶體的透明膠帶上分離出一層碳原子。從那時(shí)起,石墨烯憑借其令人著迷的特性吸引了研究人員的想象:它比鋼強(qiáng)200倍,非常靈活,并且是電力的優(yōu)秀導(dǎo)體。
眾所周知,ElonMusk是個(gè)舊秩序破壞者,他的火箭不但能超越星辰,還能回收再利用,大幅降低了人類探索太空的成本。此外,他還證明了電動(dòng)車能大規(guī)模量產(chǎn)和銷售。不過,2017年夏天的財(cái)報(bào)會(huì)議上,Musk也不得不承認(rèn)特斯拉在電池上遇到了問題。
報(bào)告顯示,2017年,我國鋰離子電池主要應(yīng)用市場增速放緩,增速僅為16.85%,但受益于新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展,動(dòng)力電池市場也呈現(xiàn)出繁榮景象,預(yù)計(jì)2018年全球鋰電池增速維穩(wěn),產(chǎn)量有望達(dá)到155.82GWh,市場規(guī)模將到達(dá)2313.26億元。
業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為,在新能源汽車補(bǔ)貼退坡與市場化推廣的雙重作用下,三大動(dòng)力鋰電池體系中,錳酸鋰的價(jià)格優(yōu)勢(shì)將凸顯,企業(yè)或?qū)⑼苿?dòng)中、高端錳酸鋰電池發(fā)展。
對(duì)于不同的電池體系,三元正極/石墨負(fù)極鋰電池、磷酸鐵鋰正極/石墨負(fù)極鋰電池抑或是鈦酸鋰負(fù)極電池,需要根據(jù)材料特性及鋰電池特性進(jìn)行針對(duì)性試驗(yàn)。
通過使用添加劑與傳統(tǒng)電解質(zhì),橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)有效地提出了抗沖擊電解質(zhì)。在撞擊時(shí),該改性電解質(zhì)固化,防止電極接觸。當(dāng)用于電池時(shí),由損壞引起的火災(zāi)的可能性大大降低。
氫能源汽車是以氫為主要能量作為移動(dòng)的汽車。一般的內(nèi)燃機(jī),通常注入柴油或汽油,氫汽車則改為使用氣體氫。
近年來,純電動(dòng)汽車的快充技術(shù)不斷發(fā)展,“1個(gè)小時(shí)充滿80%的電量”“30分鐘充滿80%電量”“20分鐘充滿80%電量”……未來的3~5年,純電動(dòng)汽車只要充電5分鐘就能充滿80%電量,大約能行駛300公里。