電池百科
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近日,美國斯坦福大學的崔屹(通訊作者)等人,研發出一種新型的Mn-H二次電池,相關成果以“Amanganese–hydrogenbatterywithpotentialforgrid-scaleenergystorage”為題發表在NatureEnergy上,第一作者為陳維博士。在兩電極反應中,電池的正極是可溶的Mn2+和固態MnO2,負極材料是循環的H2和H2O。其中,H2和H2O是通過析氫和氧化的催化反應獲得。這個電池的放電電壓是~1.3V,循環10000圈后容量沒有衰減。
高循環穩定性鋰(Li)金屬負極的開發是實現高比能鋰金屬電池的關鍵。然而,不均勻傳質和電荷轉移導致的Li枝晶形核與生長,不僅造成電池低的庫侖效率和快速的容量衰減,還可能導致電池內部短路,帶來嚴重安全隱患,極大地阻礙了鋰金屬電池的實用化進程。
松下公司通過大力投入車載電池事業等,確定了其領先行業的競爭力。它最新開發出一種AI高科技材料分析手法,不僅僅適用于電池,而且預計可以利用于太陽能電池等的材料開發。
近年來,在鋰二次電池新材料的研發過程中逐漸建立了基于材料基因組思想的高通量計算理論工具與研究平臺.在該平臺上,通過將不同精度的計算方法組合,實現了基于離子輸運性質的材料篩選;通過將信息學中數據挖掘算法引入高通量計算數據的分析,證實了材料大數據解讀的可行性.
新型電解液粘度低、電導率高、應用溫度范圍寬,同時保持了寬電壓窗口、不可燃和易操作的特點。使用該電解液,研究人員組裝了安全、寬窗口、高倍率的超級電容器。
生活中電池無處不在,特別是鋰電池應用十分廣泛,正急速滲透汽車、儲能、航空航天及軍工等領域。因此,各國將提升動力電池的性能列為研究熱點之一,而電解液可解決最為重要的安全問題。
鋰金屬具有高達3,860mAh/g的比容量和低至-3.04V(相對標準氫電極)氧化還原電位。因而可充電鋰金屬電池成為了最具發展潛力的高能二次充電電池體系之一。但鋰枝晶問題嚴重困擾鋰金屬電池的發展,失控生長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、長周期循環的條件下,實現對鋰枝晶生長的有效抑制就成為問題關鍵。
近期,鋰電池中游有了一波大級別的上漲,高鎳三元材料板塊漲幅最大。為了提升能量密度,電池高鎳化是大勢所趨,這一點毋庸置疑。但與市場不同的是,我們認為除了正極以外,電池高鎳化后電解液環節的價值量和附加值也會有很大的提升,甚至可能不亞于正極材料從523到811的變化,應該加強重視!
鋰硫電池因具有高理論比容量(1675mAhg-1)和能量密度(2600Whkg-1)等優點,得到學術界和工業界的極大關注。然而,聚硫化物(Li2Sn,4≤n≤8)穿梭嚴重和硫導電性差等問題嚴重制約了鋰硫電池的實際應用。目前,針對上述問題研究者們已經采取了諸多措施,例如硫復合電極等。近年研究表明,隔膜對電池性能具有重要影響,包括抑制穿梭、枝晶再生、界面穩定性和安全性等。
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目”實現了這一綠色目標。日前,奧克股份與中科院過程所共同開發的“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”通過了中國石油和化工聯合會組織的、由多位院士組成的鑒定委員會的技術成果鑒定。
鋰電池電解液成分介紹,電解液如何影響鋰電池質量?電解液是鋰電池四大關鍵材料(正極、負極、隔膜、電解液)之一,鋰電池電解液是電池中離子傳輸的載體,起著至關重要的作用。鋰電池電解液成份一般由鋰鹽和有機溶劑組成。
70萬噸+27億平米!這些電池材料企業將遭遇“訂單炸彈”,在國內動力電池企業寧德時代、比亞迪、國軒高科、力神電池、孚能科技、比克動力、億緯鋰能、中航鋰電、卡耐新能源等裝機量再創新高的同時,也拉動了四大材料市場的巨大需求,許多擁有技術優勢的材料企業訂單供不應求,營收業績節節攀升。
鎂二次電池作為一種低成本、高安全的儲能技術,正受到國內外廣大科研人員的關注。美國能源部可再生能源實驗室、日本豐田集團、歐盟“展望2020”科研計劃等都在積極布局鎂電池研發項目,足可見其重要性。在眾多堿金屬和堿土金屬負極中(鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋅),鎂金屬負極擁有不易長枝晶、高體積比容量(3833mAh/cm3,鋰金屬僅有2036mAh/cm3)、高儲量(地殼元素中含量第五)、低成本(只有鋰金屬的1/30)等諸多競爭性優勢。
鋰離子電池自從進入市場以來,以其壽命長、比容量大、無記憶效應等優點,獲得了廣泛的應用。鋰離子電池低溫使用存在容量低、衰減嚴重、循環倍率性能差、析鋰現象明顯、脫嵌鋰不平衡等問題。然而,隨著應用領域不斷拓展,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物理研究所獲悉,該所儲能技術研究部李先鋒研究員、張華民研究員領導研究團隊創新性地提出鋅碘單液流電池的概念,實現鋅碘單液流中電解液的利用率達到近100%,進而大幅提高了電池的能量密度。研究成果在線發表于《能源環境科學》上。
“底子好”還有一重意思,是指多氟多的起點高,“氟是自然界最活躍的非金屬元素,很活潑,逮到誰就跟誰反應,非常調皮搗亂,一旦把它馴服,那也是浪子回頭金不換,用途很多,價值很大。”
在過去的20多年時間里,鋰離子電池已經在消費電子領域取得了巨大的成功,而如今鋰離子電池又開啟了一個全新的領域——動力電池。目前動力電池的發展經過了兩個階段,在動力電池發展的初期,出于安全和成本的考慮磷酸鐵鋰電池占據了絕對領先地位,后隨著國家補貼政策的調整,在乘用車領域以三元/石墨體系為代表的高能量密度鋰離子電池逐漸占了上風,而在大巴車等領域磷酸鐵鋰仍然占主導地位,轉型的過程是痛苦的,一些沒有及時調整產品結構的廠家逐漸被市場淘汰,抓住風口的CATL則接著這股東風成功起飛。