Десять ведущих технических профилей 17-летней индустрии литиевых батарей

Новый алюминиево-графеновый супер-аккумулятор Чжэцзянского университета: длительная устойчивость к жаре и холоду, зарядка 5 секунд в течение 2 часов использования

Согласно сообщению веб-сайта Observer от 24 декабря, недавно команда кафедры полимеров и инженерии Чжэцзянского университета разработала новый тип алюминиево-графеновой батареи. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Этот аккумулятор может работать при температуре от минус 40 до 120 градусов по Цельсию, что можно сказать, что он устойчив как к высоким температурам, так и к холоду. При температуре минус 30 градусов Цельсия новая батарея может обеспечить 1000-кратную зарядку и разрядку без ослабления, а при температуре окружающей среды 100 градусов Цельсия она может достичь 45000 стабильных циклов. А новый аккумулятор гибкий, и после 10000 раз его емкость полностью сохраняется. Кроме того, этот новый тип батареи не воспламеняется и не взрывается, даже если элемент подвергается воздействию пламени.

Исследователи заявили, что текущая удельная емкость катода, выходное напряжение и поверхностная нагрузка могут быть улучшены. Плотности энергии недостаточно, чтобы соответствовать литий-ионному аккумулятору. В будущем необходимо дальнейшее увеличение удельной энергии при сохранении высокой удельной мощности. . Кроме того, современные классические ионно-жидкие электролиты более дорогие, и, если удастся найти более дешевые электролиты, коммерческие перспективы алюминиево-ионных аккумуляторов будут шире.

Шанхайский институт силиката разработал новый термостойкий сепаратор литий-ионных аккумуляторов.

Согласно официальному сайту Шанхайского института керамики 2 ноября, команда под руководством Инцзе Чжу, исследователя из Шанхайского института керамики Китайской академии наук, объединилась с командой под руководством Сяньлуо Ху, профессора кафедры керамики. Университет науки и технологий Хуачжун, до сверхдлинных нанопроволок гидроксиапатита. На основе научно-исследовательской работе новой неорганической тугоплавкой бумаги, был разработан новый тип гидроксиапатит сверхдальних нанопроволок на основе высокотемпературного сепаратора литий-ионный аккумулятор. Соответствующие результаты исследований были опубликованы в Advanced Materials и поданы на патент на изобретение.

Сепаратор батареи имеет множество преимуществ, таких как высокая гибкость, хорошая механическая прочность, высокая пористость, отличные характеристики смачивания и адсорбции электролита, высокая термическая стабильность, устойчивость к высоким температурам, огнестойкость и огнестойкость, и его можно поддерживать при высокой температуре 700. ° C.Его структурная целостность. Батарея, собранная с помощью нового высокотемпературного сепаратора батарей на основе сверхдлинных нанопроволок на основе гидроксиапатита, имеет лучшие электрохимические характеристики, стабильность цикла и быстродействие, чем батарея, собранная с помощью полипропиленовой диафрагмы. Эта исследовательская работа имеет большое значение для значительного улучшения диапазона рабочих температур литий-ионных аккумуляторов и безопасности литий-ионных аккумуляторов. Ожидается, что новый высокотемпературный сепаратор аккумуляторных батарей на основе сверхдлинных нанопроволок на основе гидроксиапатита также может быть применен к различным другим типам высокотемпературных батарей и систем хранения энергии, таких как ионно-натриевые батареи, суперконденсаторы и т.п.

Япония разработала огнестойкую и взрывозащищенную литиевую батарею, которая имеет более длительный срок службы, чем традиционные литий-ионные батареи.

Согласно сообщению Xinhua net от 30 ноября, японские исследователи недавно разработали более безопасный электролит для литий-ионных аккумуляторов, который нелегко сжечь или взорвать даже в условиях высокой температуры. Результаты исследования опубликованы в британском журнале Natural Energy (Nature Energy).

Исследователи из таких университетов, как Токийский университет, разработали электролит с высокой концентрацией, содержащий триметилфосфат, антипирен. Этот электролит нелегко сжечь, и он может обеспечивать высокую стабильность заряда и разряда более 1000 раз или более одного года. Срок службы сопоставим со сроком службы традиционных литий-ионных аккумуляторов или даже превосходит их. Исследовательская группа отметила, что этот электролит может увеличить рабочее напряжение литий-ионных аккумуляторов с нынешних 3,7 вольт до 4,6 вольт, что будет подходящим для аккумуляторов с высокой плотностью энергии и безопасных аккумуляторов энергии, таких как электромобили. Команда исследователей будет работать со связанными компаниями. Предварительные исследования.

Японская корпорация Toshiba разработала новую литиевую батарею для электромобилей, быстрая зарядка которой занимает всего 6 минут.

По сообщению агентства Синьхуа от 15 октября, японская корпорация Toshiba разработала литиевые батареи нового поколения для электромобилей, быстрая зарядка занимает всего 6 минут. По имеющимся данным, эта литиевая батарея может поддерживать более 90% емкости батареи после 5000 раз зарядки и разрядки и по-прежнему может быстро заряжаться при низких температурах до минус 10 градусов Цельсия.

Toshiba начала разработку SCiB (Super Charge Ion Battery) еще в 2007 году и успешно применила ее во многих электромобилях, включая iMiEV от Mitsubishi и FitEV от Honda. В нынешних SCiB в качестве анода используется диоксид титана. Литиевая батарея нового электромобиля, разработанная японской корпорацией Toshiba, отличается от литиевой батареи, в которой в качестве анодного материала обычно используется графит. Он использует оксид титана-церия в качестве анодного материала и обладает характеристиками высокой плотности энергии и сверхбыстрой зарядки. Традиционный литиевый аккумулятор электромобиля может заряжать только около 80% аккумулятора за 30 минут, а новый литиевый аккумулятор может заряжать до 90% аккумулятора всего за 6 минут. Тестовый электромобиль Toshiba был заряжен примерно на 320 километров после 6 минут зарядки. В настоящее время Toshiba изготовила образец литиевых батарей нового поколения емкостью 50 ампер-часов и ладоней, и планирует его усовершенствовать, и стремиться к запуску официального продукта в 2019 году.

Ученые из Стэнфорда разрабатывают натриевые батареи, которые дешевле и эффективнее литиевых.

Согласно сообщению американского Qiaobao.com от 10 октября, исследователи из Стэнфордского университета разработали батарею на основе натрия, которая может хранить столько же электричества, сколько литий-ионная батарея, но при гораздо более низкой стоимости. Соответствующие результаты исследований были опубликованы в журнале Nature Energy.

Исследователи отмечают, что литий - лучший выбор для изготовления батарей, но литий стал редким и дорогим, и людям необходимо использовать другие более богатые элементы, такие как натрий, для разработки более эффективных и недорогих батарей. В недавно разработанных натрий-ионных батареях ионы натрия могут быть присоединены к инозиту, обычному соединению, которое может быть извлечено из жидких побочных продуктов переработки рисовых отрубей или кукурузы. Новая комбинация натрия и инозита значительно улучшает круговорот ионов в элементах на основе натрия, позволяя ионам более эффективно перемещаться от катода через электролит к фосфорному аноду, который, в свою очередь, производит более сильный ток. Исследователи полагают, что батарея поможет накапливать энергию из устойчивых источников энергии, таких как солнечные батареи и ветряные турбины.

Хьюстонский университет добился значительного прогресса в изучении магниевых батарей, а новые магниевые батареи делают технологию хранения энергии дешевле и безопаснее.

Согласно веб-сайту журнала Elector, опубликованному 8 сентября, команда Яо Яна из Хьюстонского университета в США добилась значительного прогресса в исследованиях магниевых батарей и заявила, что разработка новых магниевых батарей будет безопаснее, чем литиевые. , результаты исследования опубликованы в журнале «Natural Communication». Как правило, плотность энергии у магниевых батарей ниже, чем у литиевых. Однако, разработав новый катодный материал, емкость магниевой батареи может быть увеличена до 400 мАч / г, что в четыре раза выше, чем у более ранней магниевой батареи.

В батарее используется двухмерный слоистый материал TiS2, который на месте расширяется ионами PY14 + в качестве положительного электрода, металлическим магнием в качестве отрицательного электрода и обычным хлорсодержащим магниевым электролитом (APC) в качестве электролита. Когда одновалентный MgCl + заменяется двухвалентным Mg2 + в качестве иона интеркаляции, во время интеркаляции ионов происходит только простой процесс десольватации (Ea ~ 0,8 эВ), связь Mg-Cl не разрывается, и MgCl + является твердым по сравнению с Mg2 +. Энергетический барьер фазовой диффузии значительно снижен (~ 0,18 эВ), а скорость диффузии значительно улучшена. В настоящее время напряжение магниевой батареи составляет около 1 вольт, а напряжение батареи следующего поколения, которое разрабатывается, должно быть близко к 3 вольтам.

Стэнфордский университет, США: «Тысячслойный пирог» из литиевого сплава / графена открывает новую эру литиевых батарей

Согласно сообщению Science and Technology Daily от 14 июля, исследовательская группа профессора Цуй Вэя из Стэнфордского университета в США разработала отрицательный электрод из литиевого сплава и графеновой фольги. Емкость отрицательного электрода близка к теоретической объемной емкости металлического лития и имеет отличные характеристики безопасности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Исследователи заявили, что «тысячеслойный пирог» из литиевого сплава / графена можно приготовить путем инкапсуляции плотно упакованных наночастиц литиевого сплава в большой слой графеновых листов. Поскольку сам литиевый сплав является самым объемным состоянием и ограничен графеновой «лепешкой» с высокой проводимостью и хорошей химической стабильностью, объемное расширение анода из сплава и рост дендритов анода из металлического лития исключаются. «Тысячи слоев пирога» также можно собрать с помощью серного положительного электрода большой емкости в высокоэффективную, стабильную батарею с длительным сроком службы, что значительно увеличивает удельную энергию и характеристики безопасности батареи. Ожидается, что эта фольга из литиевого сплава / графена, обладающая высокой емкостью, превосходными характеристиками цикла и функциями безопасности, будет использоваться в качестве замены литий-металлических анодов в литиево-воздушных, литиево-серных батареях следующего поколения.

Профессор Фэн Пан из Высшей школы материалов и материалов Шэньчжэньского университета совершил прорыв в изучении свойств одночастичных литиевых батарей с наночастицами.

Согласно сообщению Сети новостей Пекинского университета от 20 марта, профессор Фэн Пан, исследовательская группа из Школы новых материалов Высшей школы Шэньчжэня Пекинского университета, совершила прорыв в исследованиях свойств наночастиц лития. батареи. Соответствующие результаты исследования опубликованы в статье «Advanced Energy Materials».

Исследовательская группа разработала метод изготовления ультратонких электродов, диспергированных с отдельными наночастицами, и частицы на электродах были полностью диспергированы в сетке углеродных нанотрубок, а затем подверглись электрохимическим испытаниям. В то же время исследовательская группа разработала одночастичную модель наноэлектрохимического расчета. Одночастичная модель была смоделирована экспериментальной кривой заряда-разряда и кривой CV, чтобы получить константу межфазной реакции и коэффициент диффузии литий-ионной фазы одиночных наночастиц. Измеряя и моделируя информацию об отдельных частицах в различных системах окружающей среды электролита при различных температурных условиях, группа впервые предложила предварительный фактор для реакции кинетики электрохимической границы раздела и сольватации и десольватации ионов лития на отдельных частицах. Энергия активации процесса напрямую связана, при этом коррелируя структуру границы нанокристалла с электрохимическими характеристиками ячейки.

Стоимость ватт-часа бессвинцовой литиевой батареи, разработанной Qingneng, контролируется на уровне 0,5 юаня.

Согласно сообщению Qingdao Daily от 20 января, Циндаоский институт биоэнергетики и процессов Китайской академии наук опубликовал последние результаты научных исследований: первый в Китае разработчик экологически чистой и экологически чистой литиевой батареи, не содержащей свинца, и стоимость за ватт-час контролируется на уровне 0,5 юаня, что соответствует условиям поощрения индустриализации.

Группа исследований и разработок Qingneng новаторски предложила три решения для технологии недорогих литий-ионных аккумуляторов, технологии недорогих цинковых аккумуляторов на водной основе и новых технологий для магниевых аккумуляторов. Ранее большое количество применений свинцово-кислотных аккумуляторов объяснялось их значительным преимуществом в стоимости, которые стоили около 0,5 юаня за ватт-час. В бессвинцовой литиевой батарее, разработанной Qingneng, используется новая система материалов, такая как недорогой огнестойкий сепаратор целлюлозы, недорогой угольный анод, экологически чистый борат лития, не содержащий фтора, и новая технология, позволяющая снизить стоимость ватт-часа. Он контролируется на уровне 0,5 юаня, что соответствует промышленным условиям для замены свинцово-кислотных аккумуляторов. В настоящее время отработаны ключевые технологии трех новых типов аккумуляторов, и завершены экспериментальные лабораторные испытания. Однако цинковые батареи и магниевые батареи в настоящее время не могут производиться серийно, и только литиевые батареи имеют условия для массового производства. Qingneng продвигает промышленное сотрудничество с производителем низкоскоростных электромобилей Reading Group, делая низкоскоростные электромобили действительно экологически чистым средством передвижения.

Panasonic запускает гибкую литиевую батарею для массового производства

Согласно MIT Technology Review от 6 января, Panasonic представила на выставке CES в этом году три разные версии гибких батарей. Эта новая литий-ионная батарея может сохранять 80% емкости после 1000 раз скручивания или сгибания. По словам Йорико Яги, заместителя директора департамента носимой энергии Panasonic, массовое производство батареи начнется в период с апреля 2018 года по март 2019 года. Panasonic предоставила образцы всем потенциальным клиентам в октябре прошлого года.

Гибкая батарея Panasonic имеет толщину всего 0,45 мм, каждая батарея размером с банковскую карту, но ее емкость также очень мала. Самая большая батарея CG-064065 составляет всего 60 мАч, а самая маленькая модель - всего 17,5 мАч. Это означает, что новый аккумулятор подходит только для продуктов с низким энергопотреблением, таких как носимые устройства, карточные устройства и устройства Интернета вещей.

Страница содержит содержимое машинного перевода.