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三相电容器

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  • AEM:高储钠性能超级电容器研究分享
    北京化工大学杨志宇教授AEM:高储钠性能超级电容器研究分享超级电容器因其良好倍率性能、循环性能的可再生能源存储设备,已成为热门的电化学可再生设备。然而,超级电容器的实际应用仍面临能力密度低、性能提升依赖于先进电极材料开发等困难。目前常采用法拉第电极材料,包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和过渡金属二硫化物等提高超级电容器的能量密度。其中,过渡金属氧化物因具有高理论电容,低成本,环境友好等优势,作为潜力巨大的电极材料应用在超级电容器中。然而半导体性质的过渡金属氧化物仍有固有电子电导率低,充放电过程中容量和倍率性较差等不足,因此如何设计良好的电子结构对于优化过渡金属氧化物的电化学性能至关重要。北京化工大学杨志宇研究员及团队在知名期刊Advanced Energy Materials上发表了题为“Elevating the Orbital Energy Level of dxy in MnO6 via d–π Conjugation Enables Exceptional Sodium-Storage Performance”的文章。过渡金属氧化物 (TMO) 具有固有的低电子电导率,而原子轨道相关的调节对于促进储能应用中的电子转移动力学至关重要。该研究利用 d-π 共轭策略来提高 TMO 的电子电导率。选择具有大共轭体系的酞菁 (Pc) 分子来修饰过渡金属氧化物 (δ-MnO2)。通过密度泛函理论(DFT)模拟,验证MnO2和Pc之间的强d-π共轭可以提高MnO6单元中低能轨道(dxy)的轨道能级,进而提高dxy的氧化还原活性,从而显著提高电化学钠存储性能。结果与讨论作者采用扫描电镜和透射电镜等设备分析材料的形貌结构,X射线能谱分析样品的电子结构和成分信息,紫外可见吸收光谱检测材料在250-800nm波长范围带隙,采用X射线吸收光谱展现材料的边缘结构和精细结构。使用北京卓立汉光仪器有限公司自主研发的Finder Viseta激光显微共聚焦拉曼光谱仪检测原位拉曼光谱,用于揭示其充放电循环过程中结构变化。图1 a)MnO2-Pc合成示意图;b)XRD谱图;c)FTIR光谱图;d)能量损失图;e) TEM图像;f)选定区域电子烟摄图;g)高分辨率TEM图像;h-l)元素映射图图2:a)CV曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在20 mV s&minus 1;b)GCD曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在 1 Ag&minus 1;c)GCD曲线,MnO2-Pc在不同电流密度下;d)比容量 ,MnO2-Pc和MnO2在不同电流密度下;e)Nyquist图,MnO2-Pc and MnO2;f) CV曲线,MnO2-Pc在不同扫描速率下;g)拟合曲线 h)电流贡献值 i)三次充放电过程中原位拉曼光谱图图3 a-c)pDOS(投影状态密度)曲线;d)轨道能级图;e-f)计算 ELF的DFT切片;g)轨道能级提升和加速电子转移特征示意图。图4 a) MnO2-Pc(阴极)// AC(阳极)ASC原理图。b) 1.0 m Na2SO4溶液中MnO2-Pc和AC的CV曲线。c) 100 mV s&minus 1时不同电位范围的CV曲线。d)不同扫描速率下CV曲线;e) GCD曲线(不同电流密度)。f)本工作中ASC的Ragone图与报道结果进行比较。结论:本文用 Pc 修饰 MnO2 以调节低能轨道 dxy 的轨道能级,并获得了更高的 MnO2-Pc 电化学储能性能。DFT 研究表明,轨道杂化引起的强 d-π 共轭提高了 dxy 的轨道能级并扩展了轨道能量分布,从而促进了电子转移动力学并激活了 dxy 的氧化还原活性。轨道能级提升策略有效地提高了 MnO2-Pc 的电化学 Na+ 存储能力。获得的 MnO2-Pc 在 1 A g-1 时显示出 310.0 F g-1 的高比电容,在 20 A g-1 时显示出 211.6 F g-1 的优异倍率容量。这项工作为改进 过渡金属氧化物的电化学 Na+ 存储提供了轨道能级提升策略的机理见解,这种有效的策略可以扩展到储能应用中其他先进电极材料的设计。原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202300384相关产品推荐本研究的拉曼光谱采用Finder系列拉曼光谱仪检测,该系统全新升级为930全自动化拉曼光谱分析系统,如需了解该产品,欢迎咨询。产品链接:https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1105_1562.html 作者简介杨志宇,北京化工大学研究员。北京理工大学博士学位,清华大学博士后。主要研究方向为电化学领域。目前的研究方向是 (i)电化学储能,(ii)电催化CO2还原,电催化甲酸氧化和电催化氮还原 (iii)电容除盐。已发表一作、通讯SCI论文60余篇,包括JACS、AEM、AFM、Nano Energy、JEC、Small、CEJ、JMCA、JPS,申请专利7项,授权5项。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容(含图片)来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们联系,会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确,如有任何疑问,敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
  • 高能镍碳超级电容器问世 解决电动车电源问题
    周国泰院士(左二)和科技人员一起检验汽车用高能镍碳超级电容器  你看满大街上跑的汽车,有几辆是电动车?  2008年北京奥运会,2010年上海世博会,人们看见电动汽车上路了,跑起来了。让人振奋!  可是,到了今天,电动汽车还是“雾里看花”。  怎么回事呢?  周国泰院士斩钉截铁地说,问题出在电动车的电源上。电动车的电池技术还没有“过关”。  这是在北京的总后军需物资油料部“周国泰院士工作室”,科技日报记者采访周国泰院士的一段对话。  紧接着,周国泰说:“如今,我们研发成功了高能镍碳超级电容器,这是电动车电源的一个新突破,将对电动车产业发展带来深刻影响。”  他随手拿给记者一份邀请函,是8月24日天津市政府印发的。上面写道:“天津市围绕推动新能源产业发展,与中国工程院院士周国泰合作,成功开发出高能镍碳超级电容器产品。经天津市科委组织成果鉴定,达到国际先进、国内领先水平,在电动汽车和储能电站中将具有竞争优势。天津市人民政府定于2011年9月1日上午10时在天津大礼堂召开高能镍碳超级电容器产品新闻发布会。”  眼前的周国泰院士,怎么搞起电动汽车研究了?  周国泰,我国军用、民用功能服装材料和士兵个体防护研究领域的知名专家。  从一名战士,到大学生,到走上总后军需装备研究所的科研之路,几十年来,周国泰在防弹装备、特种防护服装和防寒保暖材料研究等方面,取得多项成果。先后主持研制防弹背心、防弹头盔,解决了防弹材料及防弹结构体复合成型、树脂基体合成等一系列技术关键,研究成果居国际先进水平,他研制出的服装已装备军、警、法等部门,并出口美国等10余个国家。开展静电防护理论、特种防护服装研究与技术开发,研制的防静电、抗油拒水、阻燃等系列防护服装,装备到全国各大油田,并广泛用于石化、冶金、林业等部门。主持被服保暖材料、保暖机理和生产技术研究,合作研制成功热熔粘结絮片和PTFE防风防水透湿层压织物,广泛用于作训服、防寒服、南极考察服和运动服等。创建我国服装工效研究中心和单兵防弹装备V50弹击试验室,系统开展了服装工效学研究,实现了我国防弹装备测试评价与国际接轨。曾先后获得国家科技进步一等奖3项、二等奖3项,省部级科技进步奖多项成果奖励。1999年,当选为中国工程院院士,并晋升为少将。  今天的话题,还是谈谈你搞的超级电容器吧。  “你千万别说是我一个人搞成的。我有一个研发团队,有中央领导同志、有多个部委的关心支持,有天津市、张家港市、淄博市,有一大批多学科、多领域的专家协同合作创新,才开发出超级电容器,成为电动汽车的新电源。”院士、将军集于一身的周国泰,说话睿智果断,开门见山。  高能镍碳超级电容器,有哪些技术突破  高能镍碳超级电容器,成为一种用在电动车上的全新电源,周国泰说:“实现了几个突破。”  周国泰介绍,高能镍碳超级电容器,首先在加大材料的比表面积上实现突破。传统电容,100年前就发明了,电容是靠比表面积存储电荷,其优点是可无数次充放电,而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器,就是在研发出新材料的基础上,尽可能地扩大比表面积,使储电量大幅增加 第二,超级电容在正负极的材料结构上获突破。电池的优点是储电量大,由电能转化成化学能,再转化成电能释放出来,其比功率比传统电容高得多。超级电容,在结构上实现了电池和传统电容的内并,实现了电池和电容的优点兼备。  锂离子电池,不是业界推崇的电源吗?周国泰说:“技术还不过关!”他将这种电池与超级电容器作了比较。  第一,锂离子电池存在安全隐患。锂离子、有机电解质,其本身有易燃、易爆性,杭州、上海曾发生的电动汽车自燃事件,今天谈起来还让人后怕。超级电容器,充满电后用射钉枪打,使其短路,任何反应都没有 放火上烧,不锈钢外壳快烧红了,也没发生爆炸。锂离子电池,一旦发生短路,就会燃烧或者爆炸。  第二,锂离子电池,基本是300A电流充电,时间长,一次充电要6—8小时,使用不方便。超级电容器,可1500A,甚至3000A大电流充电,单块充满电只要几秒钟,上百块串联在一起充电,6分钟可达90%以上。  第三,锂离子电池寿命短。充放电的标准是2000次,目前很少有能达到的,即使达到了,性价比不实用。超级电容器,可大电流充电,瞬间大电流放电,效果理想,充放电可达5万—50万次,而充放电的国家标准是5万次。就说在淄博那次试验,公交车装上超级电容器充电后,乘坐满员,上了高速路,时速120公里,一次充电跑了210公里。使用超级电容器的小轿车,瞬间可大提速,时速可达130公里。  “你说超级电容器的优势怎么样?”说到此,周国泰问记者。大家都笑了。  回顾电动汽车发展历程,人们不难掂量出超级电容器的分量,也不难理解天津市政府为什么要召开新闻发布会的原因。  电动汽车诞生有100多年了,1839年,苏格兰人罗伯特安德森造出了世界上的第一台“电动车”。不过它不十分成功。主要原因是,电池寿命太短,电力太小,只能挪动一个非常轻的底盘。到了19世纪后期,长效电池诞生,促进了电动车的进一步发展,人们才在伦敦的大街上见到电力驱动的出租车,不过行驶距离非常短,还必须不停地在充电站里充电。  罗伯特不会预想到,历史进入到21世纪,随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车成为解决这两个技术难点的最佳途径。电动汽车也随之成为世界各国的选择和技术竞争的一个焦点。  一些专家曾经估计,全球能源矿产资源仅够支撑不到100年 而我国的石油只能支撑国内消耗30年,煤炭最多能支撑100年。目前,我国每年有85%的汽油和20%的柴油被汽车烧掉,汽车无疑成为了能源消耗大户,能源紧张与汽车行业发展的关系十分密切。如果中国的人均汽车拥有量追上美国,中国的道路上就会奔跑着6亿多辆小汽车,这一数字将超过世界其他国家小汽车数量的总和,对能源的需求将不言而喻,中国必将成为第一大油耗和石油进口国。  国人不会忘记,当年铁人王进喜在首都北京看到汽车背着的“大包袱”,缺石油,被人瞧不起啊!  到了今天,汽车背的“大包袱”没有了,可城市却背上了“大包袱”。从地上看天,见不到蓝天白云,从空中往下看,灰蒙蒙的,不见城市的倩影。说重了,是民族的耻辱!  从能源、环境的角度审视,发展新能源汽车,是我国的必然选择。而且从技术的角度看,我国有自身的优势。  据相关资料显示:我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年,但在电动汽车领域,我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小,并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇,更重要的是我国还有后发优势。目前,我国电动汽车的研发已具备一定的基础,一些企业在20世纪90年代中期就推出了电动汽车样车。  我国“八五”以来电动汽车被正式列入国家攻关项目,对电动汽车的投入显著增加。我国的汽车企业和高校、科研院所等200多家单位投入了大量的人力、财力和物力研发电动汽车,并取得了一系列科研成果。“九五”期间,电动汽车被列入863计划12个重大专项之一,全国汽车标准化技术委员会于1998年新组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会。科技部又于2001年启动了电动汽车重大科技专项,使我国电动汽车技术水平和产业化程度与国外处在同一起跑线上。    现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。目前在全世界,电动汽车一直是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。  然而,制约电动汽车发展的瓶颈,还就是电池。世界电动车协会主席陈清泉在2011中国长春国际汽车论坛上表示,当前我国电动汽车电池技术存在两个明显缺点:第一个缺点就是缺乏深层次技术。比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等,在这些方面我们研发还不够,没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚 另一个缺点是缺乏评价体系。比如电池的安全性怎么样,在高温、低温环境下能不能正常工作,这些都没有一个好的评价。  有资料介绍,电动汽车对电池的要求比较高,电池要具备高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能,循环和使用寿命要长。铅酸电池,虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低,但是高的性价比使其应用广泛,然而带来的是严重的环境问题。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池,但是其性价比不高,含重金属,用完后回收处理难,若遗弃会对环境造成严重污染。  目前,越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池,但这种电池的缺陷十分明显,前面已叙。  “针对目前各种电池的缺陷,我们开发了超级电容器。”周国泰顿了一下,说,这种电容器的技术优势前面说了。所以,很顺利地通过了天津市科委组织的成果鉴定。  高能镍碳超级电容器,老百姓也用得起  有专家说,目前,几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势,但种种迹象表明,电动汽车离我们还是比较遥远。但电动自行车风靡全国,每天提几公斤的电池上下楼,在居民小区并不鲜见。电动汽车怎么办?  为此,有学者发表文章,对电动汽车提出种种担忧和质疑。有说电动汽车在电池上不成熟的,有说原子电池、聚合物电池、燃料电池、锂离子电池等任何电池都不环保的,各种议论不绝于耳。  有各种质疑和担心,也属正常。科技创新,正是在质疑中前行、在争论中创新的。说着,周国泰从沙发上站起来:“在发展电动汽车的过程中,有各种担心,是可以理解的。电池的问题卡住了电动汽车的脖子,这也是事实。”他扳着手指头,就说公交车吧,一辆公交车,走100公里,若用油30升,按8元1升算,要240元 而用电,走100公里。用电70度,每度电平均按6毛钱算,是42元钱。还是用电省吧。因此,发展电动车,不应动摇!  还以锂离子电池为例,与超级电容器比,锂离子电池成本7万元,充电2000次,每充电1次按行驶100公里算,20万公里就要更换电池 超级电容器,也按充电1次行驶100公里算,可充电5万次,甚至可达10万次、50万次,超级电容器的价格不高于锂离子电池。超级电容器回收后,对材料再激活处理后还可以使用。计算一下,综合成本有多低!这样,老百姓是不是就能用得起了?  超级电容器的生产是环保的,你可以到淄博年产100万只的生产基地去看,生产车间,只有一个地漏,那是用来打扫卫生冲水用的,整个生产过程,不产生废水、废气,没有污染排放。还用担心环保问题吗?  高能镍碳超级电容器,“协同会战”的结果  话题回到采访周国泰院士的开头。他还是坚持说那句话,超级电容器的研发,是多方支持,多领域、多学科专家协同攻关的成果。  “周院士说的是事实!”原海军后勤部技术装备研究所研究员陈同柱讲起了周国泰。  周院士是一位军人科学家。多年来,他创建了我们国家的军事科研的新模式和新路子。他作为领军专家,坚持军民融合发展,他把军内外有关专家,战略研究的,军事需求的,科研管理的专家都联合起来,充分集成地方的科研力量、技术成果,甚至地方的资金资源,高效组合起来,形成优势。这就是他的“小核心大联合”的科研创新模式。  陈同柱说,就说超级电容器这个新能源项目,看起来是解决电动汽车动力问题,最终是军民两用,可能在潜艇、航天,包括新型飞机、导弹都可应用,解决国防军事急需的新能源,花了最少的钱,取得了大成果。现在,导弹、飞机、航天火箭,液体燃料的推力远远不够用了,他的科研找到了路子,很可能要在这方面突破。这就是军民融合。  回顾周国泰的科研历程,他倡导“大科研”的思路清晰可见。  多年来,他打破研究所的“高大院墙”,广泛合作,先后有十几名院士和知名专家给他当顾问,直接参与课题研究。他把研究室主任带到训练场上去,带到船上去,干什么?上去找科研课题。他说,你研究的防寒服装,要自己穿上到寒区部队去和战士一块体验。比如,研究出舰船食品,就到船上去,风浪颠簸后看自己能不能吃。  他说:“好舵手会用八面风!科研,要兼容式、融合式,广泛联合、协作,充分发挥各方面的力量,发扬‘两弹一星’精神!”正是这样,在“九五”期间,周国泰创造了一个不足百人的研究所获得11项全军科研重大贡献奖,而有几千人的一个研究院才获9项。  关于获得多方面支持和合作,周国泰讲了一个故事。  一次,周国泰向一位中央领导同志汇报,说超级电容器用在电动汽车上,从起步,上坡,提速,包括充电速度如何快等等,讲得头头是道。这位领导同志说,我不听你讲,把车开来看看。  果然,周国泰把车开来了,领导坐了一圈,给予肯定:好!并详细过问还有什么困难。这件事发生在2010年。  超级电容器研发,像许多创新成果一样,最初从实验室做起,始于2008年。  怎么想到了研发超级电容器呢?  先看看这一年有关电动汽车的信息,各种电池技术及生产的消息,铺天盖地。人们的胃口吊起来了,期待着大街上有更多的电动汽车在跑。同时,业界在电动汽车电池技术上,也有不少争论。有人认为,电动汽车电池技术上解决了,只是成本高,国家出台补贴政策,就能推进电动汽车产业的发展。也有人提出,靠国家补贴,不是长久之计,有人在借机圈钱,电池技术还没有真正“过关”。  在这样的氛围下,周国泰组织创新团队攻关。他注意到,有人在传统电池上做文章,力求技术新突破。传统电池,是电能变成化学能,再转变成电能。而传统电容,是做大比表面积,通过研发各种物质材料,用增加比表面积的办法,来提高电容的性能。比表面积最大的材料,是活性碳。周国泰,在传统电池和传统电容之间,选择了一条科研的“中间路线”,集成电池和电容的优点于一身。  科技创新,往往是在不经意间,又往往以科研思路正确取胜。有成就的科学家,首先是在科研思路和方法上与众不同,从而获得科学突破。周国泰就是这样的科学家。在近4年的时间里,他领着科研团队,日夜苦干。他像当年研究石油工人防护服那样,从实验室到油田,身背大包服装搞试验,四处奔波 他像当年研究作战防护服、防弹头盔那样,上靶场,进深山,钻猫耳洞。研发超级电容器,还是那样“拼命三郎”。为此,4年间,周国泰病倒两次住院。  这里难以记述周国泰和研发团队更多的创新故事。不过,在近4年的时间里,他和研发团队终于获得了新成果:高能镍碳超级电容器。在天津市科委组织的成果鉴定会上,获得很高的评价。  采访周国泰院士,他不愿讲自己“过五关、斩六将”的故事,而是不间断地谈超级电容器研发获得的方方面面的大力支持和研发中的大团队协同。  他说,这是事实啊!从中央领导,到国家发改委、科技部等多个部委、天津市、天津市科委、张家港市、淄博市等,各级领导重视、关心、支持,涉及汽车等多领域、多学科专家密切合作,步调一致,协同攻关。不如此,这个超级电容器搞不出来,更不能成功用在汽车上。  举个例子吧。发改委的有关领导多忙啊!可是,领导多次表示:“周院士来谈项目,随时可见。”  做实验,急需一笔资金,张家港市委书记黄钦、市长徐美健得知后,当即拍板:“资金一周内到位。” 徐美健说:“这是国家的大事、民族的大事,即使失败了,我们张家港也愿意交这个学费!”  超级电容器中试,需要投入一笔资金,建中试生产线,淄博市委书记刘慧晏、市长周清利也还是当即决定:“中试生产线建在淄博,年产100万块,投资一周内到位。”周清利说:“实现零排放,还百姓一片蓝天是我们共产党人的责任,我豁出老命也要一干到底。”不仅如此,市科技局局长周元军就住在厂里,中试生产线高质量、高标准,以最快的速度建成。  周国泰还讲了几件他难忘的事。  超级电容器要在汽车上做试验。那是一个大冬天,北京那天出奇的冷。淄博市科技局局长周元军带着汽车,大汽车上驮着小汽车,一路从淄博赶到北京,下了车双手冰凉,身体发抖。再看几位穿工作服的随行,装车、卸车。旁人不知道,这几位是山东理工大学领军级的教授啊!  超级电容器做汽车发动机试验,涉及到天津军交实验室、天津无线电18所、汽研中心等多家单位、多位科研人员,大家一呼百应,一项试验要求5天完成,天津军交学院院长犹如战场下命令:“5天完成,只能提前。”  尤其是天津市,张高丽书记在不到一年的时间5次亲自召开会议协调和讨论此项目,并做多次批示。分管工业的副市长王治平召开20余次专门会议协调政府有关部门。天津市有关企业联合攻关,科委领导多次来试验室,具体指导项目的进程。他们心中装的是环境,装的是百姓,装的是那一片蔚蓝的天!  周国泰说:“我不是搞汽车的。超级电容要用在汽车上,如果没有这样的大力支持、协同攻关、良好的合作,是根本不可能的!协同,使每个人的创新潜能充分释放出来,整合起来。”  又说起为研发超级电容器项目,周国泰不到4年两次住院。院士也当了,将军的衔也授了,功成名就了,何必再“拼命”呢?!  周国泰说:“节能减排,哥本哈根会议上,温总理有承诺。还老百姓一片蓝天,作为科技工作者,我有一份责任!”  走出周国泰院士工作室,记者还回味着这句话。
  • 半导体电容器组件三合一检测关键技术通过评价
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,评价会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所等单位的7位专家组成的评价委员会,认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。据悉,广州诺顶智能科技有限公司自主研发的设备覆盖芯片、元器件、通信、汽车电子、新能源等领域。2020年,该公司在芯片半导体微小器件领域投入大量研发后,成功研发出01005级别微小器件封测技术。科技成果评价会议现场。中国工程院院士谭建荣以线上方式参加评价会议。评价专家与项目团队合影。项目产品(局部)。本文图片由朱汉斌拍摄
  • 超级电容器用电极片首个国际标准发布
    近日,中科院山西煤炭化学研究所(以下简称山西煤化所)主持制定的国际标准IEC/TS 62565-5-2 (超级电容器电极片—空白详细规范)由国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会(IEC/TC 113)对外正式发布。  该标准是超级电容器用电极片的首个国际空白详细规范,详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及其相应测试方法。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究以来,打通了“原料—材料—器件—应用”产业创新链,建立了超级电容器中试平台,用于评估电容炭的电化学性能,进一步反馈指导材料研发、生产和质量控制。该所科研人员发现,对超级电容器电极片的关键控制特性进行准确表征,并阐明“电容炭—电极片—电容器”之间的构效关系,对整个产业链的基础科学研究和技术开发十分重要。  2018年,山西煤化所提出制定电极片空白材料规范的设想。2020年,该标准项目正式立项。  该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,为促进相关领域行业技术交流、技术合作及消除贸易壁垒提供支持。同时,该标准是超级电容器用电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC 113引入了超级电容器及其材料的概念,开启了IEC/TC 113在超级电容器用炭纳米结构材料领域的国际标准化制定工作,提升了我国在相关领域的国际影响力和话语权。
  • 高性能石墨烯基锂离子电容器研究获进展
    近日,电工研究所马衍伟团队联合大连化学物理研究所研究员吴忠帅在高性能石墨烯复合材料制备、石墨烯基锂离子电容器研制方面取得进展。相关研究成果以2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors为题,发表在《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2022, 2202342)上。 锂离子电容器作为一种有效结合锂离子电池与超级电容器的新型电化学储能器件,具有高功率密度、高能量密度以及长循环寿命,有效弥补了锂离子电池和超级电容器之间的性能差异。电极材料作为锂离子电容器的重要组成部分,是影响锂离子电容器性能的关键因素。 精细的结构设计工程被认为是提高电极材料电化学性能的有效方式之一。马衍伟团队提出了一种通用静电自组装策略,在还原氧化石墨烯上原位生长了具有卷心菜结构的MnO复合纳米材料(rGO/MnO)。通过深入的原位实验表征以及理论计算,证实了rGO/MnO异质结构具有较强的界面作用和良好的储锂动力学。由于rGO/MnO复合纳米材料具有高电荷转移速率、丰富的反应位点以及稳定的异质结构,基于rGO/MnO复合纳米材料制备的电极具有高比容量(0.1 A/g电流密度下比容量为860 mAh/g)、优异的倍率性能(10 A/g下比容量为211 mAh/g)以及长循环稳定性。因此rGO/MnO复合纳米材料可作为高性能锂离子电容器理想的负极材料。 通过将这种高性能石墨烯基复合材料作为负极与活性炭正极进行组装,马衍伟团队成功制备出柔性固态锂离子电容器(AC//rGO/MnO)。经测试,这一电容器基于电极活性材料总质量的能量密度最高达到194 Wh/kg,功率密度最高可达40.7 kW/kg。这是迄今为止报道柔性固态锂离子电容器能量密度和功率密度的最高值。此外,在10000次充放电循环后,AC//rGO/MnO电容器的容量保持率可达77.8%,并且安全性能高。 科研团队表示,这一研究提出的金属氧化物/石墨烯复合材料设计策略在高能量密度和高功率密度的柔性锂离子电容器中具有很好的应用前景。 该研究工作得到国家自然科学基金、中科院大连洁净能源研究院合作基金、中科院青年促进会等的支持。 论文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202202342 石墨烯复合材料结构示意图和锂离子电容器原理性能图
  • 超级电容器多孔炭首个国际标准发布
    记者24日从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉,日前由该所主持,宁波中车新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院及国家纳米科学中心共同参与制定的国际标准——电化学电容器多孔炭(简称电容炭)空白详细规范,经国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会通过,正式对外发布。该标准由中国科学院山西煤炭化学研究所709组技术团队承担制定工作。  这一电容炭领域首个国际材料空白详细规范,全面梳理了材料对器件性能的影响因素,包括电容炭的化学、物理、结构及电化学关键控制特性23项,其中电化学关键控制特性除了比容量、倍率性能等一些短期性能指标,还包括了下游用户更加关心的长期稳定性、温度耐受性等指标。标准对这23项关键控制特性的测试方法进行了详细的阐述,并且通过查阅国际国内标准,对这些测试方法的标准化成熟度进行了归类。  技术团队通过主持该标准的制定,一方面能全方位梳理总结材料影响器件性能的潜在因素,从内部把技术做精做细,另一方面也能促进国内研发人员与技术水平先进的国际公司充分交流,帮助技术升级,从而助力国产电容炭走向国际市场。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛用于电力监测通信终端、电网调频和规模储能等领域,拥有广阔的市场前景。然而,我国电化学电容器的关键活性材料——电容炭,长期依赖日韩进口。  近年来,我国电容炭生产技术取得重要突破。中国科学院山西煤炭化学研究所打通电容炭料—材—器—用技术创新链,成功实现成果转移转化,启动500吨电容炭产业化项目建设,目前已进入量产阶段。在电容炭研究过程中,科研人员发现其制备工艺路线长、影响因素繁多、构效关系复杂,缺乏标准文件指导。  基于此,技术团队自2019年向IEC(国际电工委员会)提出制定电容炭空白详细规范国际标准和超级电容器电极片空白详细规范的标准提案,旨在通过一系列高质量的国际标准“组合拳”引导该行业健康快速发展。
  • 山西煤化所主持的一项超级电容器用材料领域国际标准正式发布
    近日,由山西煤化所主持制定的国际电工委员会(IEC)国际标准IEC/TS 62565-5-2 《Nanomanufacturing – Material Specifications – Part 5-2: Nano-enabled electrodes of electrochemical capacitor – Blank detail specification》正式发布。该标准提案于2018年提出,2020年5月立项,山西煤化所王振兵和陈成猛担任项目组组长,黄显虹作为执行负责人,项目组由来自中国、加拿大、韩国、德国、俄罗斯的十名专家组成,制定过程广泛采纳征求IEC成员国意见,为标准的高适用性和广泛采用奠定了基础。 电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究十余年,打通“材料-器件-应用”产业创新链,在国产化超级电容器用纳米孔结构活性炭材料技术攻关过程中,建立了超级电容器中试平台,用于评估材料的电化学性能,进一步反馈指导材料的研发、生产和质量控制。山西煤化所科研人员发现,超级电容器电极片的制备工艺和理化关键控制特性,不仅能反映原材料的特性,而且直接决定器件的性能,是原材料和器件之间的关键桥梁,因此超级电容器电极片的准确表征对整个产业链的高质量发展十分重要。 目前,国际国内对于超级电容器电极片的标准化仍是空白,亟需标准化的规范引领指导。山西煤化所科研人员基于行业需求,通过研发积累、与产业界广泛深入交流以及对科学文献和标准方法进行系统调研,提出了超级电容器电极片的首个材料规范标准,该标准详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及相应测试方法。 该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,促进相关领域行业技术交流、技术合作,并为消除贸易壁垒提供标准支持。同时,该标准是超级电容器电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC113(国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会)引入了超级电容器的概念,开启了国际电工委在该领域的标准化制定工作,提升了我国在超级电容器用材料领域的国际影响力。
  • 比奥罗杰参展2016年超级电容器关键材料与技术专题会议
    为发展超级电容器器件及关键材料,促进解决关键科学问题,突破应用瓶颈,进一步推动超级电容器关键材料及技术的发展,促进我国超级电容器行业的健康有序融合与发展,由中国化工学会储能工程专业委员会主办,燕山大学环境与化学工程学院承办的“2016超级电容器关键材料与技术专题会议”于2016年8月25-27日在秦皇岛召开。比奥罗杰携SP-300系列高性能电化学工作站参展了本次会议, SP-300电化学工作站现场测试超级电容器样品表现出的稳定性及精确性让参会的超级电容器科研老师对bio-logic系列电化学工作站表现出浓厚的兴趣,并非常欣赏EC-LAB电化学软件在超级电容器应用上的优化。第一分会场报告实况 Bio-Logic仪器展示 晚宴黄晟副校长致辞 报到大厅
  • 半导体电容器组件三合一智能集成检测装备科技创新成果获评国际先进水平
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所、广东阿达半导体设备股份有限公司、广东博威尔电子科技有限公司的7位专家组成的评价委员会认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。该项目获授权发明专利6件、实用新型专利8件和软件著作权6件;主导制订企业标准1项;发表高水平论文2篇。项目成果在国内外头部半导体企业转化应用后,取得了良好的经济效益和社会效益。
  • 第八届超级电容器及关键材料学术会议顺利召开
    为推动超级电容器器件、关键材料及相关技术的发展,解决瓶颈性问题,促进我国超级电容器行业的持续发展及有序融合,2023第八届超级电容器及关键材料学术会议于2023年7月21-23日在天津滨海丽呈酒店顺利召开。华洋科仪作为大会主要赞助商之一,携法国BioLogic最新系列电化学工作站产品出席了此次会议,吸引了众多参会者纷纷驻足咨询交流,了解最新的技术应用。随着能源危机与环境问题不断加剧,如何开发新的绿色能源已经成为全球关注的大事。超级电容器作为新一代绿色能源技术之一,近年来备受关注。华洋科仪一直致力于为我国各学科领域的前沿科学技术发展贡献一份力量,我司总代理的法国BioLogic电化学工作站及电池测试系统,能够为超级电容器器件及关键材料的科学研究提供完整的解决方案,满足不同用户的需求。华洋科仪报导2023年7月23日
  • 哈工大(深圳)魏军团队 AFM综述:3D打印超级电容器 - 技术、材料、设计及应用
    便携式、柔性和可穿戴电子设备的发展促进了高性能的电化学储能设备的快速发展。与电池和燃料电池相比,超级电容器表现出显著的优势,具有优异的倍率性能、杰出的循环寿命和卓越的安全性。然而,超级电容器的能量密度相对较低,不足以为电子设备提供连续且稳定的电源。为了提高能量密度,厚电极设计是有效的手段。而在传统的三明治结构的超级电容器中,平面电极的活性材料质量负载是相当有限的。设计三维多孔电极可以有效地提高活性物质的质量负载,同时保持较短的离子/电子传输距离和快速的反应动力学。但传统的制备三维多孔电极的方法通常复杂、昂贵、耗时,并且很难精确控制电极的结构。3D打印技术,通过计算机辅助设计/制造模型,对预定义的3D模型进行数字化控制,使得在短时间内精确控制和制造复杂结构成为可能。区别于传统的等材和减材制造技术, 3D打印技术可以实现几乎任何所需的立体几何形状,不需要所谓的模具或光刻掩模。这使得打印的超级电容器具有可调整的几何结构、高度集成、节省时间和低成本、以及卓越的功率和能量密度。为了总结这一领域的最新进展并为未来的研究提供设想,来自哈尔滨工业大学(深圳)的魏军教授团队,在Advanced Functional Materials上发表题为“3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications”的综述文章,回顾了3D打印超级电容器的最新进展,如图1所示。 图1. 3D打印超级电容器研究进展首先,介绍了用于制备超级电容器的代表性的3D打印技术,不同技术的原理图和特点如图2所示。 图2. 制备超级电容器的各种3D打印技术的原理图和特点接下来,文章重点介绍了超级电容器的可打印模块,包括电极、电解液和集流体,如图3所示。 图3. 用于3D打印超级电容器的材料在研究合适的可打印材料的同时,制造中的打印设计对于优化超级电容器的性能也是重要的。因此,文章总结了电极的设计(图4)、打印电极的后处理,并概括了3D打印超级电容器的不同构型(图5)。图4. 3D打印电极的不同结构设计 图5. 3D打印超级电容器的构型此外,还总结了3D打印超级电容器的各种应用,包括柔性可穿戴电子设备(图6)、自供电集成电子设备和传感系统(图7)。 图6. 不同类型的智能响应型超级电容器 图7. 3D打印的自供电集成系统,和超级电容器驱动的传感器系统。如图8可知,目前制备的3D打印超级电容器的能量密度与铅酸、镍氢电池和锂电池相当,有的甚至更高。 图8. 3D打印超级电容器的 (a)质量Ragone图, (b) 面积Ragone图最后,总结了目前3D打印技术的局限性和未来3D打印超级电容器的研究面临的挑战,并提出了一些可能的研究方向。 图9. 3D打印超级电容器的未来展望文章信息:Mengrui Li, Shiqiang Zhou, Lukuan Cheng, Funian Mo, Lina Chen,* Suzhu Yu,* Jun Wei,* 3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications, Advanced Functional Materials, 2022, 202208034.原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202208034
  • 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展
    p  近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队,以及中科院金属研究所成会明、任文才团队合作,采用丝网印刷方法规模化制备出高度集成化、柔性化、高电压输出的石墨烯基平面微型超级电容器,相关成果发表在《能源与环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。/pp  微型化、柔性化电子器件的快速发展,让人们对与之匹配的微型储能器件的需求越来越大。然而,单个微型储能器件的输出电压和电流有限,难以满足需要高电压、大电流驱动的电子器件的应用需求,在实际中通常需要将多个储能器件进行串联和(或)并联集成来提高电压和(或)电流。目前集成化储能器件一般需要借助金属连接体,导致器件一体性、机械柔韧性差,加工过程复杂,以及性能难以定制。因此,急需发展新的规模化技术来批量化制备高度集成、性能可定制的微型储能器件。/pp  在该工作中,研究人员首先发展了一种具有优异流变学和电化学性能的石墨烯导电油墨,然后采用丝网印刷的方法,利用一步法实现了平面型及集成化微型超级电容器的集流体、图案化微电极和器件间导电连接体的制备,大大简化了制作流程,显著提高了集成器件的整体性和机械柔韧性。根据不同的实际应用需求,科研人员不仅可以对集成化微型超级电容器的形状和大小进行有效调控,而且能够实现任意数量平面微型超级电容器的串并联集成,进而有效定制输出电压(几伏至几百伏)和电流(纳安至毫安)。例如,由130个单器件串联得到的微型超级电容器模块,其输出电压可达到100V以上。该工作证明了石墨烯导电油墨可以同时作为集流体、导电连接体,以及高容量电极材料,丝网印刷技术可以高效、规模化地制备出高度集成化、一体化、高电压输出的平面微型超级电容器,获得的模块化器件具有出色的良品率、性能一致性、高电压输出等特征,具有广阔的应用前景。/pp  上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所科研创新基金等的资助。)/pp style="text-align: center "img title="W020181210353843556910.jpg" alt="W020181210353843556910.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/01dbcb67-90ca-4395-a863-2e1d7866840e.jpg"//pp style="text-align: center "规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展/p
  • 大连化物所发表可降解聚合物基超级电容器的综述论文
    近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队发表了有关可降解聚合物基超级电容器的综述文章,系统总结了生物可降解聚合物在超级电容器中的应用现状,并对该领域存在的挑战和机遇进行了展望。   超级电容器在未来可穿戴和可植入电子设备领域具有应用潜力,但用于超级电容器的传统材料往往不可降解,随着其推广应用,将产生大量的电子垃圾,无法满足当今社会日益增长的环保要求。生物可降解聚合物包括天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物,它们在自然条件下可以被分解为无害的小分子,而且优异的生物相容性使其避免了对环境的污染和生物的危害,这些独特的性质若能应用于超级电容器,将对其环境无害化处理产生重要影响。该文章系统地综述了现有生物可降解聚合物的分类、典型结构、性能和制备工艺,并从制备策略和改性方法方面概括了生物可降解聚合物基超级电容器的最新研究进展。在此基础上,文章指出了目前可降解超级电容器发展中亟需解决的问题。该综述对生物可降解聚合物在超级电容器甚至是储能领域的进一步应用有一定的指导作用。   该综述以“Recent Advancements and Perspectives of Biodegradable Polymers for Supercapacitors”为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上,该工作的第一作者是我所508组博士后吴鲁和师晓宇。上述工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、我所创新基金等项目的资助。
  • 大连化物所研制高系统性能和高集成度的微型超级电容器模块
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队与单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员团队,以及中国科学院深圳理工大学、中国科学院金属研究所成会明院士等合作,开发了高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术,研制出具有高系统性能和高集成度的小型单片集成微型超级电容器。   为适应小型化、可穿戴、可植入微电子设备的快速发展,需要发展具有小体积、高集成度、高性能和高兼容度的微型储能器件。平面微型超级电容器由于无需隔膜和外部金属连接线的特殊结构,同时具有可靠的电化学性能和易于调控的连接方式,在微电子领域有着重要的发展潜力。然而,由于缺少可靠的高精度微电极阵列制备和高效的电解液精确沉积技术,大规模制备高集成度、高性能的微型超级电容器仍具挑战。因此,急需发展创新性的微加工技术,来实现规模化、稳定性地制备高度集成、高性能、可定制的微型超级电容器。本工作中,合作团队发展了一种结合高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术的通用可靠策略,实现了高精度微电极阵列的大规模制备和凝胶电解质精确快速添加,研制出具有高面积数密度、高输出电压、性能稳定的集成化微型超级电容器模块。团队首先采用高精度光刻加工技术和高稳定性自动喷涂技术,制备出超小型集成化微型超级电容器,单个器件的面积仅为0.018cm2,器件间距为600μm,实现了面积器件数密度为每平方厘米28个,即3.5×4.1cm2区域内包含400个器件。随后,团队设计并发展了具有优异流变特性的凝胶电解质墨水,采用精确可控的3D打印技术,实现了极小区域内电解质的精确均匀添加,使得相邻单元微器件之间形成良好的电化学隔离,所得集成化微型超级电容器可以稳定输出200V的高电压,单位面积工作电压达75.6V/cm2,是目前已有报到工作的最高值。此外,该微型超级电容器模块在162V的极端工作电压下,循环4000次后,仍然保持92%的初始容量。该工作为超小体积、高电压微型功率源的发展奠定了一定的科学基础。   相关研究成果以“Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultrahigh systemic volumetric performance and areal output voltage”为题,于近日发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作的共同第一作者是我所508组博士后王森和1820组博士后李林梅。上述工作得到国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、大连市高层次人才创新支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
  • Autosorb-iQ用于石墨烯基超级电容器的研究在《科学》(Science)杂志发表
    德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。  电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少 而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。  这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的科学家也参与了这项工作。  其中,美国康塔仪器公司的Autosorb-IQ和NOVA被用于对合成的新型碳材料的孔结构、孔容和比表面积进行表征,通过研究N2@77K, Ar@87K及CO2@273K不同吸附质、不同吸附温度的实验等温线,可得到包括孔结构在内的丰富信息,与TEM、XRD等实验结果相互印证,为材料合成、应用提供关键信息。    来源:  www.sciencexpress.org / 12 May 2011 / Page 3 / 10.1126/science.1200770
  • 大连化物所吴忠帅团队研制出可定制化全3D打印锌离子杂化电容器
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队,提出了通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法,构建全打印可定制水系锌离子杂化电容器的新策略。团队利用该策略,构筑了具有分级多孔结构的高面容量正极,以及无枝晶稳定结构的锌金属负极,制备出高比能、长循环稳定的锌离子杂化电容器。随着定制化电子产品使用的增加,发展高能量密度且形状可定制的电化学储能器件已逐渐成为清洁能源转化和存储的迫切需求。锌离子电化学储能器件因其低氧化还原电位(-0.76 V)、高理论电容(823 mA h/g)、高安全性而引起了广泛关注。锌离子杂化电容器有效结合了锌离子电池和超级电容器的优点,可同时实现高能量密度和高功率密度。然而,水系锌离子杂化电容器仍存在面容量较低、锌枝晶生长及器件形状因子的限制,阻碍了其在实际应用中的进一步发展。本工作中,该团队通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法构建了全打印锌离子杂化电容器,包括多孔微晶格正极、无枝晶的金属锌负极、凝胶电解质和塑料封装。其中,锌负极上打印的金属稳定结构有效地抑制了锌枝晶的生长,延长了锌离子杂化电容器的循环寿命(10000次循环后的电容保持率为100%)。分级多孔正极提高了活性材料的面积负载,从而提高了锌离子杂化电容器的面积电容,所制备的锌离子杂化电容器表现出4259 mF/m2的高面电容和1514 μWh/cm2的高面能量密度。团队结合熔融沉积成型3D打印技术,在构建锌离子杂化电容器的基础上,构筑出了与电极结构相符的封装结构,成功实现了形状可定制的全3D打印锌离子杂化电容器。该工作展现了3D打印技术在可定制化储能器件的应用潜力。相关研究成果以“All 3D Printing Shape-conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life”为题,于近日发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。上述工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金、辽宁省中央引导地方专项等项目的资助。文章链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202200341
  • 展会回顾 | 助力新能源新材料研发,晶泰科技亮相2024第九届超级电容器及电池关键材料学术会议
    2024 第九届超级电容器及电池关键材料学术会议于 8 月 9~11 日在济南隆重召开!600 多位专家、学者、师生等齐聚美丽的泉城,共享超电界的学术盛宴!晶泰科技自动化商务拓展总监李敬芝受邀出席大会,并作 “晶泰科技,AI+Automation 驱动研发创新” 主题演讲。晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案已应用于 “新能源新材料研发” 领域,如电解液配方研究、无机材料研究、高分子材料研究等科研场景。 AI+Automation助力新能源新材料研发晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案可广泛应用在石油化工、新能源、新材料、生物医药等行业领域,提供的自动化产品与服务包含:智慧实验室一站式建设服务、机器人工作站等,已为客户落地构建了药物研发智慧实验室、催化剂研究智慧实验室、无机材料研究智慧实验室以及电解液配方研究智慧实验室等。自 2022 年晶泰科技官宣自动化业务以来,我们深切感受到了大学校园对自动化智能化的迫切需求。晶泰科技非常重视与科研院校在尖端科技领域的合作,一直积极与科研院校专家学者交流互动,探索产学研多元主体的创新协同模式。晶泰科技作为一家在自动化智能化领域的新质生产力代表,积极响应国家及各级政府对新质生产力进校园的号召,期待帮助高校高效完成设备更新、改变固有科研模式,助力人才培养与时代发展接轨,促进科研成果高效转化,打造新质生产力创新生态圈。以锂电领域为例,近年来,我国锂电池产业发展迅速,《锂电池行业规范条件﹙2024年本﹚》对锂电池行业的技术进步和产品质量提升提出更高要求,对电池能量密度、功率密度、循环寿命等性能指标设定了更为严格的标准。电解液是电池的重要组成部分,高通量电解液配方筛选设备可以帮助企业快速找到最佳电解液配方,以提高电池的性能和寿命,降低成本。晶泰科技的电解液自动化配制系统,将自动化技术与手套箱有机结合,可自动完成称量、混合,高通量配液等流程,并通过串联特定功能自动化仪器设备完成电解液配方性能测试,实验结果可追溯,不同电解液性能一目了然,帮助研究人员快速优化电解液配方,以提高电池的性能和效率。晶泰科技人工智能+机器人:助力新能源新材料研发
  • 中国计量院在CCT-K7.2021水三相点容器国际关键比对中取得优秀结果
    5月19日,计量领域权威期刊《Metrologia》上发表了国际温度咨询委员会CCT-K7.2021水三相点容器国际关键比对结果(Metrologia 2023, 60:03002),中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)水三相点国家基准与国际关键比对参考值(KCRV)的差异为-1.1 μK,为15个结果中最小,扩展不确定度为63 μK(k=2)。水三相点是国际温标ITS-90最重要的固定点,对于保证温度量值的准确传递发挥重要作用。中国计量院是国际上少数具备独立自主研制水三相点能力的国家计量院之一。2001年,中国计量院参加了国际计量局作为主导实验室、21个国家计量院参与的CCT-K7水三相点国际关键比对,与参考值的差异为11 μK,扩展不确定度为124 μK(k=2)。长期以来,自研的水三相点容器作为国家温度基准,保证温度量值的国际等效,服务了全国温度量值传递工作。   传统的硼硅玻璃水三相点容器玻璃中的硼、硅、铝、钠等成分会缓慢向水中溶解,造成容器内高纯水的纯度下降,引起水三相点容器的长期漂移。与硼硅玻璃水三相点容器相比,石英水三相点容器的长期稳定性更优。然而,石英玻璃的熔点约1700 ℃,高温密封制作极具挑战。   近年来,中国计量院闫小克研究员潜心钻研石英玻璃水三相点容器,并在此次比对中得到应用,取得的比对结果验证了新研制的石英水三相点容器性能优异。此次15个国家采用的传递容器中,5个为国家计量院自研的水三相点容器;对水三相点的测量中,中国计量院也是唯一采用自研标准铂电阻温度计的实验室。   此次比对结果,将支撑中国计量院的水三相点国家基准和国际互认的校准和测量能力(CMC)的提升,更好地服务国内对尖端温度测量能力的需求。
  • 超级电容又添新材料,稳定性大幅度提高
    p  多年来,能装在芯片上的微小超级电容一直广受科学家追捧,决定电容器性能的关键是其电极材料,有潜力的“选手”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳等。据德国《光谱》杂志网站近日报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)研究团队最近把目光转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅,为了把它变成强大的电容器,团队创新性地在其表面涂了一层几纳米厚的氮化钛涂层,使其性质得以改变。/pp  该团队负责人麦卡· 普伦尼拉解释说,因化学反应导致的不稳定性和高电阻导致的低功率,不带涂层的多孔硅本是一种极差的电容器电极材料。涂上氮化钛的能提供化学惰性和高导电性,带来了高度稳定性和高功率,且多孔硅有很大的表面积矩阵。/pp  根据荷兰爱思唯尔出版集团《纳米能源》杂志在线发表的论文,新电极装置经13000次充放电循环而没有明显的电容减弱。普伦尼拉说,报告数据受检测时间的限制,而并非电极真实性能。他们继续对其进行充放电循环,至今已达到5万次,甚至在循环中让电极干燥,也没有出现物理损坏或电学性能衰减问题。“超级电容要求稳定地达到10万次循环。目前用多孔硅—氮化钛(Si-TiN)做电极的电容装置能完全稳定地通过5万次测试。”/pp  在功率密度和能量密度方面,新电极装置比得上目前最先进的超级电容器。目前由氧化石墨烯/还原氧化石墨烯制造的芯片微电容器功率密度为200瓦/立方厘米,能量密度为2毫瓦时/立方厘米,而新电极装置功率密度达到214瓦/立方厘米,能量密度为1.3毫瓦时/立方厘米。普伦尼拉说,这些数字标志着硅基材料首次达到了碳基和石墨烯基电极方案的标准。/pp  从电子产品的功率稳定器到局部能量采集存储器,芯片超级电容器有着广泛的应用。普伦尼拉说,他们在整体设计中还存在一些难题,每单位面积电容仍需提高,要达到技术许可的最高水平,他们还需进一步研究。/pp  总编辑圈点/pp  日本厨师发现将牛油果加上芥末竟然有了三文鱼的味道。如今,芬兰科学家也玩起了这样混搭的“戏法”——他们给多孔硅穿上一层氮化钛的外衣,尽管这层薄薄的外衣只有几纳米那么厚,却足以改变多孔硅电极的性能。这样的想象力让超级电容器的电极材料又多了一位优质成员,且它给人们的生活带来的改变也许远比一道日本料理大得多!随着芯片技术的广泛应用,希望科学家尽快解决多孔硅电极材料在超小型超级电容器上的设计问题,让这样巧思的发明早日造福人类。/ppbr//p
  • 国家市场监督管理总局发布《电容计量器具检定系统表》等29项国家计量技术规范
    根据《中华人民共和国计量法》有关规定,批准《电容计量器具检定系统表》等29项国家计量技术规范发布实施,现予公告。市场监管总局2024年2月7日附件下载《电容器计量器具检定系统表》等29项国家计量技术规范名录.pdf
  • 金属所在基于金刚石/膨胀垂直石墨烯的层状限域双电层电容行为的研究获进展
    多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境,表现出高效的电荷储存行为,被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异,导致其储能机理尚不清晰。因此,解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作,设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中,金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接,作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步,研究发现,该电极表现出离子筛分效应,离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为,是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料,科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现,在阴极扫描过程中,电极材料一侧出现拉曼光谱   峰劈裂现象,溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法,在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用,揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理,为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。   8月9日,相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题,在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征:(A)制备流程示意图;(B)石墨插层化合物的拉曼光谱;(C-D)XRD图谱;(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为:(A)CV曲线;(B)微分电容-电极电势关系;(C)离子筛分效应;(D)EIS图谱;(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱:(A-D)原位电化学拉曼光谱;(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析:(A)拉曼光谱中的G峰劈裂;(B)电化学石英晶体微天平分析;(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性;(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。
  • 复旦大学微电子学院朱颢研究团队实现低功耗负量子电容场效应晶体管器件
    当前MOSFET器件的持续微缩所带来的功耗问题已经成为制约集成电路发展的主要瓶颈。研发新原理器件以突破MOSFET亚阈值摆幅(SS)为60mV/dec的室温极限,是实现高速度、低功耗CMOS技术和集成电路的重要途径。近年来,包括隧穿晶体管(TFET)、负电容晶体管(NCFET)、冷源晶体管(CSFET)等在内的多种器件技术为实现陡峭亚阈值摆幅和低功耗器件性能提供了思路。复旦大学微电子学院朱颢研究团队针对上述晶体管器件技术的关键需求,与美国国家标准与技术研究院(NIST)及美国乔治梅森大学合作,提出了一种具有陡峭亚阈值摆幅的负量子电容晶体管器件。研究成果以《Steep-Slope Negative Quantum Capacitance Field-Effect Transistor》为题在近日召开的第68届国际电子器件大会(IEDM,International Electron Devices Meeting)上发表,微电子学院朱颢以及美国NIST的Qiliang Li为通讯作者,课题组杨雅芬博士为第一作者,复旦大学微电子学院为第一单位。该工作将单层石墨烯二维金属系统集成于MoS2晶体管的栅极结构中,构建负量子电容晶体管(NQCFET)器件,利用单层石墨烯在低态密度条件下产生的负电子压缩效应,通过栅极电压调控形成负量子电容。类似于传统基于铁电材料的负电容器件,NQCFET器件中利用石墨烯提供的负量子电容贡献,实现内部栅压放大和小于60mV/dec亚阈值摆幅的特性。该工作中,通过对器件栅极叠层结构以及制备工艺的优化,实现了最小31mV/dec的亚阈值摆幅和可忽略的滞回特性,以及超过106的开关比,有效降低器件静态与动态功耗。同时结合理论仿真揭示了器件陡峭亚阈值摆幅的形成机理,为未来高速低功耗晶体管器件技术的发展提供了新的路径。该项研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。负量子电容晶体管器件结构与器件性能图
  • 【热点应用】Empyrean锐影银靶硬射线PDF分析助力研发具有高质量电容的新型 MXene 材料
    具有高质量电容的新型Ti2V0.9Cr0.1C2Tx MXeneMXene是一类具有二维层状结构的金属碳/氮化物,于2011年由美国德雷塞尔大学Yury Gogotsi教授首次制得。MXene独特的理化性质使其近年来在能源存储与转换、传感器、催化等领域受到学界广泛关注。尽管目前已合成了超过100种的MXene材料,但这些材料大多只包含单金属或双金属。由于构型熵的增加将带来优异的性能,因此合成中熵或高熵(三过渡金属及以上)MXene对于提升其独特性能,扩展其应用领域具有重要意义。但制备中熵或高熵MXene是一项重要且具有挑战性的任务。鉴于此,来自重庆大学的党杰教授、吕学伟教授等人和马尔文帕纳科的黄德军工程师,设计并成功合成了三过渡金属中熵MXene(Ti2V0.9Cr0.1C2Tx),大大提升了MXene材料的性能(包括导电性、质量电容等),成果发表于国际知名期刊《Nano Energy》。在其研究中,利用了马尔文帕纳科Empyrean锐影XRD银靶硬射线光路,对材料进行对分布函数(PDF)分析,为设计和合成更高性能的MXene材料奠定了可靠的数据基础。原文链接A New Ti2V0.9Cr0.1C2Tx MXene with Ultrahigh Gravimetric Capacitancehttps://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107129图1. MXene电极在KOH溶液中离子迁移示意图文章概述该文章通过增加MXene的M位点元素和调节原子比例,得到三过渡金属MXene,并将这种MXene应用到超级电容器中。通过静电自组装法,将带负电的MXene负载于CTAB溶液改性的泡沫镍表面,该电极在KOH碱性环境中具备高达260 F g-1的电容。研究成果为钒钛资源高值利用提供了新思路。要点一制备三过渡金属MXene将Ti、V、Cr、Al和C粉按一定摩尔比混合后,在氩气气氛中无压烧结合成得到Ti2V1-yCryAlC2MAX 材料(y = 0.1, 0.25, 0.5),随后采用氢氟酸刻蚀相应的 MAX 相得到不同原子比例的三过渡金属(Ti -V-Cr) MXene。XRD精修表明M位点元素的原子比例对材料纯度有一定的影响。此外,XRD表明M位点元素的增加会导致MXene的层间距增加,对应于(0 0 2)峰向低角度偏移。通过马尔文帕纳科锐影衍射仪上银靶光路进行的对分布函数(PDF)检测,我们进一步发现,原子对分布函数中峰强、峰位以及单双峰的差异表明不同的MXene结构有一定的差异,但局部结构相似。0.97 Å, 2.13 Å and 3.04 Å处的峰分别代表O-H, Ti-C/O/F 和 Ti-Ti/C-C键。图2. (a) 合成方法示意图。(b) 不同MAX相的XRD。(c) Ti2V0.9Cr0.1AlC2 MAX相的精修图谱。(d) 不同MXene的XRD。(e) 不同MXene的原子对分布函数图。要点二三过渡金属MXene形貌结构表征及PDF测试Ti2V0.9Cr0.1AlC2 MAX相粉末呈现典型的层状堆叠结构。MAX相与氢氟酸反应后,由于Al的溶解及干燥时水分子蒸发膨胀产生的应力,MAX相转换成具有手风琴状的MXene。在球差电镜下显示了 Ti/V/Cr 的三个原子层,证实了 Ti2V0.9Cr0.1AlC2到 Ti2V0.9Cr0.1C2Tx的转化已经实现,三个原子层的厚度为0.63nm。此外,我们使用 ED-XRF 确定了钛、钒和铬的原子比,测试结果接近用于合成 MAX 相粉末和多层 MXene 粉末的 Ti:V:Cr 比例。图3. (a) Ti2V0.9Cr0.1AlC2 MAX相粉末和 (b) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx粉末的SEM图。(c) Ti2V0.9Cr0.1AlC2 MAX相的TEM与SAED图。(d) (e) (f) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx粉末的球差电镜图。(g) (h) Ti2V0.9Cr0.1AlC2 MAX相粉末和Ti2V0.9Cr0.1C2Tx粉末的元素分布图。由于AC-STEM显示Ti2V0.9Cr0.1C2Tx在三个原子层中呈现Ti/V/Cr固溶体,基于此,我们构建了一系列模型进一步探究Ti2V0.9Cr0.1C2Tx的原子结构(包括有序排列与固溶体排列)。此外,为了探索 Ti2V0.9Cr0.1C2Tx 的结构,将对分布函数分析与 DFT 计算相结合。采用DFT计算优化构建的结构并计算其吉布斯自由能,将优化后的结构与PDF数据相拟合,以此进一步探究三过渡金属MXene的结构。如图所示,随着结构体积的减小,形成能减小,说明结构趋于稳定。此外,PDF的拟合表明形成能较低的结构具有更好的拟合结果,表明它更接近实际结构。加入铬后,Ti2V0.9Cr0.1C2Tx的形成能低于Ti2.5V0.5C2Tx,说明Ti2V0.9Cr0.1C2Tx更加稳定。这从理论上表明可以合成 Ti2V0.9Cr0.1C2Tx。拟合结果表明,Ti2V0.9Cr0.1C2Tx和Ti2.5V0.5C2Tx是具有空间群pseudo-P63/mmc的固溶体结构,Ti/V/Cr原子随机排列。此外,Ti2V0.9Cr0.1C2Tx和Ti2.5V0.5C2Tx的晶体体积分别为608.992Å3和618.899Å3。最后,计算了材料的态密度(DOS),发现Ti2V0.9Cr0.1C2Tx在费米能级附近拥有最大的DOS。这表明Ti2V0.9Cr0.1C2Tx具有更高的导电性和更快的电子传输,这与EIS测试的结果一致。图4. (a) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx 结构优化图。 (b) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx (Rw=0.34)的最佳PDF拟合图,对应的晶体结构如(a)的红星所示。(c) Ti2.5V0.5C2Tx(Rw=0.37)的最佳拟合模式和相应的晶体结构如图S7的红星所示。(d)Ti2V0.9Cr0.1C2Tx、Ti2.5V0.5C2Tx 和 Ti3C2Tx MXenes 的态密度 (DOS)。要点三不同组分MXene的超级电容器性能基于MXene 带负电的特点,本文采用静电自组装法制备了一系列MXene基电极。在KOH碱性环境中,Ti2V0.9Cr0.1C2Tx展现了260 F g-1的质量电容,优于双过渡金属MXene (Ti2.5V0.5C2Tx) 与单过渡金属MXene (Ti3C2Tx)。同时,EIS结果表明Ti2V0.9Cr0.1C2Tx的电荷转移电阻相较于文中合成的其他MXene最低,这也揭示了Ti2V0.9Cr0.1C2Tx高质量电容的原因。图5. (a)不同MXene在2 mV s-1的CV图。(b) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx 在 2 到 200 mV s-1 范围内不同扫描速率下的 CV 曲线。(c) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx 在电流密度为 1 到 10 A g-1 时的恒电流充放电曲线比较。(d) 不同扫描速率下的质量电容。(e) 不同MXene 在 η=10 mA-2、η=20 mA-2、η=50 mA-2 和 η=100 mA-2 时的 I-t 曲线,持续 24 小时。(f) Ti2V0.9Cr0.1C2Tx的性能对比。原文链接A New Ti2V0.9Cr0.1C2Tx MXene with Ultrahigh Gravimetric Capacitancehttps://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107129什么是对分布函数分析(PDF)?原子对分布函数(PDF, Pair distribution function)描述了在材料中发现距离为r的一对原子的概率(参见图 1)。二维晶体的对分布函数示意图此方法以高能硬X射线测量样品广角全散射数据(因此也称为Total scattering全散射分析),同时对布拉格衍射峰和漫散射进行归一化和傅里叶变换等处理,不仅提供长程(10 nm)原子有序性信息,还提供材料中短程结构信息,如短程有序/无序排布、键长、局部缺陷等。通过对不同状态同类样品的PDF数据进行差异化分析,还可以进一步研究过程中材料精细结构的变化,获得材料物理性能或化学性能的变化与材料结构变化之间的关系,深入研究变化/反应过程机理。PDF极大拓展了X射线结构表征的分析范围,样品不再局限于晶态材料,非晶、液体等均可测量。PDF测试有两项核心要求:短波长(获得高Qmax和高实空间分辨率),高强度(漫散射信号极弱)。在实际工作中,同步辐射光源和加速器线站天然具有高强度多波长的射线源,因此经常在粉末衍射线站搭建PDF光路,使用单色器选取短波长高能射线进行PDF实验。PDF线站强度极高,波长短,PDF数据质量高,但机时申请难度较大,日常科研工作难以依赖光源线站及时获得数据。2015年,马尔文帕纳科公司发布了独有的GaliPIX3D重元素半导体矩阵探测器,在Empyrean锐影X射线衍射平台构建了基于银靶辐射的高能硬射线透射光路用于PDF分析,从此用户可以在实验室平台即可获得高质量的PDF数据。
  • 第三代半导体材料GaN的挑战和未来
    氮化镓 (GaN) 是一种宽带隙半导体,其在多种电力电子中的应用正在不断增长。这是由于这种材料的特殊性能,在功率密度、耐高温和在高开关频率下工作方面优于硅 (Si)。长期以来,在电力电子领域占主导地位的硅几乎已达到其物理极限,从而将电子研究转向能够提供更大功率密度和更好能源效率的材料。GaN 的带隙 (3.4 eV) 大约是硅 (1.1 eV) 的 3 倍,提供更高的临界电场,同时降低介电常数,从而降低 R DS( on)在给定的阻断电压下。与硅相比(在更大程度上,与碳化硅 [SiC])相比,GaN 的热导率更低(约为 1.3 W/cmK,而在 300K 时为 1.5 W/cmK),需要仔细设计布局和适当的开发出能够有效散热的封装技术。通过用 GaN 晶体管代替硅基器件,工程师可以设计出更小、更轻、能量损失更少且成本更低的电子系统。 受汽车、电信、云系统、电压转换器、电动汽车等应用领域对日益高效的解决方案的需求的推动,基于 GaN 的功率器件的市场占有率正在急剧增长。在本文中,我们将介绍 GaN 的一些应用,这些应用不仅代表了技术挑战,而且最重要的是,代表了扩大市场的新兴机遇。01 电机驱动由于其出色的特性,GaN 已被提议作为电机控制领域中传统硅基 MOSFET 和 IGBT 的有效替代品。GaN 技术的开关频率高达硅的 1,000 倍,加上较低的导通和开关损耗,可提供高效、轻巧且占用空间小的解决方案。高开关频率(GaN 功率晶体管的开关速度可以达到 100 V/ns)允许工程师使用较低值(因此尺寸更小)的电感器和电容器。低 R DS( on)减少产生的热量,提高能源效率并实现更紧凑的尺寸。与 Si 基器件相比,GaN 基器件需要具有更高工作电压、能够处理高 dV/dt 瞬态和低等效串联电阻的电容器。 GaN 提供的另一个优势是其高击穿电压(50-100 V,与其他半导体可获得的典型 5 至 15-V 值相比),它允许功率器件在更高的输入功率和电压下运行而无需损坏的。更高的开关频率允许 GaN 器件实现更大的带宽,因此可以实现更严格的电机控制算法。此外,通过使用变频驱动 (VFD) 电机控制,可以实现传统 Si MOSFET 和 IGBT 无法获得的效率水平。此外,VFD 实现了极其精确的速度控制,因为电机速度可以上升和下降,从而将负载保持在所需的速度。图1 显示了 TI TIDA-00909 参考设计,该设计基于具有三个半桥 GaN 电源模块的三相逆变器。GaN 晶体管的开关速度比 Si 晶体管快得多,从而降低了寄生电感和损耗,提高了开关性能(小于 2ns 的上升和下降时间),并允许设计人员缩小或消除散热器的尺寸。GaN 功率级具有非常低的开关损耗,允许更高的 PWM 开关频率,在 100kHz PWM 时峰值效率高达 98.5%。 02 5GGaN 还在 RF 领域提供了具体且非常有趣的前景,能够非常有效地放大高频信号(甚至几千兆赫的数量级)。因此,可以创建能够覆盖相当远距离的高频放大器和发射器,用于雷达、预警系统、卫星通信和基站等应用。作为下一代移动技术,5G 在更大容量和效率、更低延迟和无处不在的连接方面具有显着优势。使用不同的频段,包括 sub-6-GHz 频段和毫米波 (mmWave)(24-GHz 以上)频段,需要 GaN 等能够提供高带宽、高功率密度和卓越效率的材料价值观。由于其物理特性和晶体结构,GaN 可以在相同的施加电压下支持比可比较的横向扩散 MOSFET 器件更高的开关频率,从而实现更小的占位面积。新兴的 5G 技术,例如大规模多输入多输出 (MIMO) 和毫米波,需要专用的射频前端芯片组。GaN-on-SiC,它将 GaN 的高功率密度与 SiC 的高导热性和降低的射频损耗相结合,被证明是高功率 5G 和射频应用的最合适的解决方案。目前市场上有几种适用于 5G 应用的 GaN 器件,例如用于 5G 大规模 MIMO 应用的低噪声放大器和多通道开关。03 无线电力传输GaN 最具创新性的应用之一是无线充电技术,其中 GaN 的高效率通过将更多的能量传输到接收设备来降低功率损耗。这些系统通常包括一个射频接收器和一个功率放大器,工作频率为 6.78 或 13.56 MHz,并基于 GaN 器件。与传统的硅基器件相比,GaN 晶体管获得了尺寸非常紧凑的解决方案,这是无线充电应用的关键因素。一个示例应用是在无人机中,其中可用空间有限,并且可以在无人机从短距离悬停在充电器上的情况下进行充电。最有效的集成无线功率传输解决方案使用 GaN 晶体管将系统尺寸减小多达 2 到 3 倍,从而降低充电系统成本。650-V GaN e-HEMT 晶体管为高效无线充电提供了理想的解决方案,功率范围从大约 10 W 到超过 2 kW。图 2 显示了一种基于 GaN 器件的小型工具或移动设备无线充电解决方案。 04 数据中心GaN 与硅的结合也为数据中心领域提供了重要机会,其中高性能和降低成本至关重要。在云服务器 24/7 全天候运行的数据中心中,电压转换器被广泛使用,典型值为 48 V、12 V 甚至更低的电压,用于为多处理器系统内核供电。随着全球发电量的快速增长,电力转换效率已成为寻求实现净零排放的公司的关键因素,包括运营数据中心和云计算服务的公司。数据中心在更小的空间内需要越来越多的功率,这是 GaN 技术可以广泛满足的要求,实现转换器和电源的更高效率、尺寸减小和更好的热管理,从而降低供应商的成本。在数据中心中非常常见的是 AC/DC 转换器,其中 PFC 前端级将总线电压调节为 DC 值,然后是 DC/DC 级,用于降低总线电压并提供电流隔离和调节的 DC 输出(48 V、12 V 等)。PFC 级使电源的输入电流与电源电压保持同步,从而最大限度地提高有功功率。基于 GaN 的图腾柱 PFC(见从而最大化实际功率。基于 GaN 的图腾柱 PFC(见 从而最大化实际功率。基于 GaN 的图腾柱 PFC(见 图 3 ) 在效率和功率密度方面被证明是一个成功的拓扑。 05 氮化镓挑战从历史上看,实现 GaN 技术不断增长的扩散需要克服的主要挑战是可靠性和价格。与可靠性有关的第一个问题已基本解决,商业设备能够通过在高于 200°C 的结温下运行来保证超过 100 万小时的平均故障时间。尽管早期的 GaN 器件比硅等竞争技术要贵得多,但价格差距已从最初的 2 到 4 英寸晶圆到 6 英寸晶圆以及最近的 8 英寸(200 毫米)晶圆上的 GaN 生产显着缩小晶圆。最近的发展和持续的工艺改进将继续降低 GaN 器件的制造成本,使其价格更具竞争力。
  • 热像仪应用 — PDM数据机房应用
    数 据 机 房 应 用合理正常的温湿度环境、稳定的设备工作状态是机房设备正常运行的重要保障。 对机 房温度的监测,设备维护是必不可少的。利用红外热像仪可以对机房的空调出风口, 工作环境温度,设备工作状态进行检测,消除潜在的故障风险。 机房需要什么样的工作环境?在信息化程度越来越高的今天,担当信息处理与交换重任的机房是整个信息网络工程的数据传输中心 、数据处理中心和数据交换中心。为保证机房设备正常运行及工作人员有一个良好的工作环境,对机房的 工作环境有如下要求: 1 可靠的电力保障 采用电源由市电供电加备用发电机这种运行方式,以保障电源可靠性的要求;要求比较高的系统中同 时考虑采用双路冗余UPS,最大限度满足机房计算机设备对供电电源质量的要求,保证99.99%以上的持续供 电率。 2 优质的机房环境:精确的温度控制 据统计,在基准温度情况下,温度每升高10℃计算机的可靠性就下降25%:a) 磁盘磁带会因热涨效应造成记录错误。 b) 计算机的时钟主频在温度过高都会降低… … .c) UPS配置的铅酸密封免维护电池在高温情况下,使用寿命会急剧下降。 出现上述情况如果不能及时处理,将会可能造成机器损坏、数据丢失甚至引起电源短路、火灾等事故。 对于机房内娇贵的电子设备,其正常运行环境温度(和湿度)有比较高的要求。电子设备(如计算机 )中,使用了大批的半导体、电阻器、电容器等。在加电工作时,环境温度的升高都会对它们的正常工作 造成影响。当温度过高时,可能会使某些元器件不能正常工作甚至完全失去作用,从而导致设备故障。因 此机房环境的好坏,对充分发挥计算机系统的性能,延长机器使用寿命、确保数据的安全性以及准确性是 非常重要的问题。我们必须按照机房内的各设备的要求,把温度控制在设备要求的范围之内。根据国标 GB50174-93要求:保持温度恒定(温度波动控制在24±1~2℃)。同时要求机房温度均匀,避免局部过热 现象发生,这就需要对空调的设计提出要求,如风量、焓差,出口温度(出口温度设计在13~15℃)。3 先进的消防系统、以及其他要求 采用组合式全淹没灭火系统,能使用自动、手动及远程启动三种方式操作。红外热像仪的应用 1 电气设备检测 在机房中,保证机房设备可靠性,需要最大限度的满足供电电源质量。利用红外热像仪可以检测: a)保险丝盒 b)电缆连接 c)继电器/开关 d)绝缘器 e)电容器 f)断路器 g)变压器 h)电动机 i)电池 j)三相供电设备 k)UPS电源 接线发热 UPS端子发热 ‍2 电子设备温度检测,空调出风口温度检测‍ 典型用户 中国电信数据机房、中国移动通讯机房、平安保险数据机房、中国建设数据中心等 现场可能会遇到哪些问题? 1 注意设备柜的上下温度差异,因为在空调的房间里环境空气的密度也会导致差异。 2 在恒定、较低的温度环境下,注意一些微小的温度差异,避免遗漏隐患点。 如何才能拍摄清晰的热像图? 电气设备通常处于环境温度下,要得到一幅清晰的红外热图,我们建议:1 应用于温差小的场合时,尽量选择热灵敏度较高的热像仪。 2 对户外电气设备的现场红外检测,尽可能选择在阴天或者在日落左右傍晚无光照时间进行。 3 对于高反射的设备表面,应该采取适当措施来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响。或者改变检测角度,找到 能避开反射的最佳角度进行检测。4 先使用自动模式测量设备的温度范围;然后手动设置水平及跨度,将温度范围设置在最小,并包含有先前测量的温度 范围(各款仪器最小温度范围不同)。
  • 最新!2024 Park AFM第三位奖学金获奖名单公布
    2024年度Park AFM奖学金第三位获奖人为西安交通大学前沿科学技术研究院先进电子中心的高阳飞博士, 高博士的导师为中心主任娄晓杰教授(国家级别青年人才)。高阳飞博士作为2024年第三位获得Park AFM奖学金的研究人员,他连续两年使用Park AFM发布最新成果在《Nature Communications》和《Advanced Materials》期刊。高阳飞博士以第一作者身份以《通过高熵策略和带隙工程优化钨青铜结构陶瓷的高温储能》(Optimizing high-temperature energy storage in tungsten bronze-structured ceramics via high-entropy strategy and bandgap engineering)为题发表于(Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-024-50252-w)和以《通过弱耦合弛豫设计在钨青铜电介质陶瓷实现超高能量存储》(Ultrahigh Energy Storage in Tungsten Bronze Dielectric Ceramics Through a Weakly Coupled Relaxor Design)为题发表于(Advanced Materials,DOI: 10.1002/adma.202310559)在压电响应力显微镜(PFM)领域引起了广泛关注。 高博士表示:“压电响应力显微镜(PFM)通常用于铁电畴的研究。由于铁电性包含压电性,因此可以通过其在电场作用下的压电变形来可视化畴图。在PFM中,电场是借助尖端局部施加到样品上的。将一个畴的压电响应称为“PFM信号”。在多畴样品中从不同取向畴所获得的PFM信号之间的差异将被表示为“PFM衬度”。利用压电响应力显微镜(PFM)研究极性纳米微区(PNRs)对外部电场的动态响应与介电材料的储能性能密切相关。本工作利用Park systems NX7的PFM模块测量了介电陶瓷对电场的动态响应,结果展示出的PNRs的快速可逆性导致剩余极化(Pr)降低,延迟的极化饱和最终使其具有优异的储能性能"。获奖者采访:1. Park: 请总结一下您的研究,并解释它为什么很重要?高博士: 介质电容储能技术具有极高的功率密度和超快的放电速率,在电动汽车、大功率激光脉冲武器、电磁弹射系统等领域具有巨大的应用潜力。然而,介质电容器的储能密度相对较低,温度稳定性较差,限制了其实际应用。因此,迫切需要开发具有高能量存储密度和高能量存储效率的介质电容器,并了解提高其性能的机制。此外,优化介质电容器在高温或高温差等恶劣条件下的储能性能也是一项关键挑战。与研究广泛的钙钛矿结构铁电陶瓷相比,作为第二大类铁电材料的四方钨青铜结构(TTBs)介质陶瓷由于晶体结构复杂,击穿场较小,储能性能较差,受到的关注较少。针对这些问题,本工作重点研究了影响介质电容器储能性能的关键因素,并采用增加构型熵和带隙等策略来提高具有四方钨青铜结构的无铅介质陶瓷的储能性能。该方法不仅实现了优异的综合储能性能,而且增强了高温储能能力,为介电储能电容器提供了新的候选材料和有效的性能优化策略。2. Park: 请叙述下您的研究将会如何被使用?高博士: 研究成果可应用于能量存储或转换的介质电容器,适用于电动汽车、电磁弹射系统或大功率脉冲装置等需要快速放电和极高瞬时功率的器件。3. Park: 请问Park AFM的哪些特性对您的研究最有帮助? 高博士: 压电响应力显微镜(PFM)通常用于铁电畴的研究。由于铁电性包含压电性,因此可以通过其在电场作用下的压电变形来可视化畴图。在PFM中,电场是借助尖端局部施加到样品上的。将一个畴的压电响应称为“PFM信号”。在多畴样品中从不同取向畴所获得的PFM信号之间的差异将被表示为“PFM衬度”。利用压电响应力显微镜(PFM)研究极性纳米微区(PNRs)对外部电场的动态响应与介电材料的储能性能密切相关。本工作利用Park systems XE7的PFM模块测量了介电陶瓷对电场的动态响应,结果展示出的PNRs的快速可逆性导致剩余极化(Pr)降低,延迟的极化饱和最终使其具有优异的储能性能。4. Park: 为什么Park原子力显微镜对您的研究至关重要?高博士: 在弛豫铁电体中,PNRs的快速可逆性是弛豫性能增强的重要指标,弛豫性能与介电陶瓷的储能性能呈强正相关。因此,样品的PFM测试可以有利的证明并解释本工作中观察到的优异性能的原因。论文研究成果介绍:***以下中文介绍内容来自西安交通大学新闻网1.《通过高熵策略和带隙工程优化钨青铜结构陶瓷的高温储能》(Optimizing high-temperature energy storage in tungsten bronze-structured ceramics via high-entropy strategy and bandgap engineering) 介电陶瓷作为储能电容器的重要材料,由于其高功率密度、快速的充放电速度以及长循环寿命等优点,在新能源汽车、脉冲激光等高功率脉冲设备中有着广泛的应用。但是电介质电容器储能密度仍然相对较低,温度稳定性较差,这些缺点限制了其进一步发展。因此,获得具有高储能密度及储能效率的电介质储能电容器并理解其增强机理迫在眉睫。同时,研发在高温下同时具有高能量密度和效率的介电陶瓷是本领域的一个重大挑战。目前电介质储能陶瓷的研究主要集中于具有钙钛矿结构的铁电材料中,这主要是因为其结构简单,储能性能优异。四方钨青铜结构(TTBs)铁电体——作为仅次于钙钛矿结构铁电体的第二大类铁电体——由于其复杂的晶体结构和相对较差的性能在电介质储能领域一直关注不多。 在这项研究中,西安交通大学的娄晓杰教授与合作者在前期工作(Adv. Mater. 2024,36, 2310559)的基础上采用高熵策略和带隙工程进一步增强了四方钨青铜结构介电陶瓷的高温储能性能。高熵效应导致的阳离子随机占位打破了铁电长程有序,形成高动态、弱耦合的极性纳米微区。同时,Ca及Ta氧化物的高熔点和高熵陶瓷的缓慢扩散效应限制了其晶粒生长,增加了陶瓷的整体电阻率和带隙,从而赋予其极高的击穿强度。高熵陶瓷晶体结构的温度稳定性导致其出色的抗高温性能。最终在Ba0.4Sr0.3Ca0.3Nb1.7Ta0.3O6陶瓷中实现了8.9&thinsp J&thinsp cm-3的可恢复能量密度和93%的高效率。相比低熵组分储能密度增幅超过100%。储能效率从81%上升到93%。在四方钨青铜结构陶瓷储能材料中具有领先的性能。同时表现出优异的温度稳定性,在室温至高达180 °C的宽温度范围内,均可保持 4.9 J&thinsp cm-3的可恢复储能密度及 89%的储能效率。这项研究为设计具有超高综合储能性能的四方钨青铜介电陶瓷提供了一种有效的方法,有望为电介质储能领域的未来发展带来新的思路和方向。2.《通过弱耦合弛豫设计在钨青铜电介质陶瓷实现超高能量存储》(Ultrahigh Energy Storage in Tungsten Bronze Dielectric Ceramics Through a Weakly Coupled Relaxor Design)电介质储能陶瓷电容器属于无源组件类别的电能储存设备,由于其高功率密度、快速的充放电速度以及长循环寿命等优点,该类电容器有望在混合动力汽车、大功率换能器以及大功率脉冲设备中得到广泛应用。近年来,科研人员进行了大量的研究工作,致力于开发具有高储能密度和高储能效率的新型电介质材料。尽管如此,目前的研究对象主要集中于具有钙钛矿结构的铁电体、弛豫铁电体和弛豫反铁电体。四方钨青铜结构(TTBs)铁电体,作为仅次于钙钛矿结构铁电体的第二大类铁电体,由于其复杂的晶体结构和多元的元素可调性,在电介质储能方面的研究却鲜有报道。 在本研究中,西安交通大学的娄晓杰教授与合作者通过在Gd0.03Ba0.47Sr0.485Nb2O6陶瓷基体中掺杂Sm3+,打破了铁电体的长程有序,构建了弱耦合的极性纳米微区,从而显著提高了具有四方钨青铜结构的电介质陶瓷的储能性能。在660 kV cm-1的电场条件下,化学式为Gd0.03Ba0.47Sr0.485Nb2O6的弛豫铁电陶瓷获得了高达9 J cm-3的可回收能量密度,同时储能效率高达84%。值得注意的是,该陶瓷的储能性能对频率、温度和循环电场具有显著的稳定性。通过对该样品的介电温谱进行经典的Vogel–Fulcher模型拟合,得到的高激活能证明了其中的极性团簇是相互孤立的(即弱耦合)。同时,具有原子分辨率的HAADF-STEM结果直观地展示了这一重要特征。弱耦合的极化纳米微区有利于在获得高极化的同时具有较低的剩余极化。结构特征分析显示,Sm3+含量越高,非公度系数越大,表明存在高度无序的A位结构。同时,获得了高的电导活化能、拓宽的带隙和较低的电致应变,击穿强度也得到了显著提高,最终获得了超高的储能密度。这项研究极大地提升了基于TTBs的电容器的能量存储能力,使其在性能上与主流的钙钛矿结构电介质陶瓷相媲美,扩大了大功率脉冲设备应用的材料选择范围。这一创新性研究有望为电介质储能领域的未来发展带来新的思路和方向。
  • 中国电科院一项特高压工程试验取得重大进展
    日前,中国电科院承担的国家电网公司“特高压工程用高电气寿命电容器组开关电寿命试验”已完成3000次合分试验,试验次数在国内尚属首次,试验能力达到国际领先水平,试验取得重大进展,为特高压工程尤其是“皖电东送”淮南至上海特高压交流输电示范线路工程投切电容器组开关设备设计和选型提供了重要依据。  据了解,特高压交流输电工程中三次侧开关操作频繁,每年投切电容器组达上千次,为进一步增强特高压工程用投切电容器组开关电寿命试验能力,2010年国家电网公司在中国电科院建立了国内首个“特高压工程用高电气寿命电容器组开关电寿命试验”平台。
  • AMAT宣布三种材料技术,用于 DRAM 小型化
    应用材料 (AMAT) 于美国时间 5 月 5 日推出三种材料工程解决方案,以进一步扩展 DRAM 并加快芯片 PPACt(性能、功耗、每个面积成本和上市时间)的改进。解决方案集中在三个领域:DRAM 存储电容器、互连布线和逻辑晶体管,目前处于大规模生产阶段。第一种存储电容器材料,在缩小电容器孔直径的同时,"Draco"是一种硬掩膜材料,用于解决用于通过延长孔长度实现表面积最大化的硬掩膜问题。与Sym3Y蚀刻设备一起使用时,经过协调优化,使用 AMAT 的电子束测量和检测设备 PROVision 监控此过程,每小时可进行近 50 万次测量。此外,由于使用Draco的硬掩膜可以增加30%以上的蚀刻选择性,因此可以进一步降低掩膜的厚度,从而允许形成更直、更均匀的正圆柱形图案孔。第二种是互连布线材料,针对迄今为止用作与存储器阵列交换信号的布线的绝缘材料的硅烷或四乙氧基硅烷(TEOS)这样的硅氧化物,布线层间膜变得过薄而无法防止金属线的电容性耦合的问题,新的Low-k绝缘膜"Black Diamond"。该材料一直用作高级逻辑器件的Low-k绝缘材料,通过将其用于公司的高生产率平台"Producer GT",为DRAM市场提供更精细、更紧凑的互连布线,因此,即使信号在芯片内以几GHz传输,也不会发生干扰, 将能够降低功耗。第三种是逻辑晶体管材料,即高k/金属栅极(HKMG)晶体管,该晶体管已经用于高级逻辑器件。 虽然传统的晶体管是多晶硅膜基片制造的,但随着工艺的小型化,栅极绝缘膜变薄,因此存在电子泄漏容易发生的问题。 针对这一问题,在逻辑器件中,已经实现了金属栅极代替多晶硅,并且通过使用绝缘膜中的氧化氢来提高性能和功耗,并降低了每面积的成本,通过同样应用于DRAM,公司已经解释,将能够获得相同的优势。该公司表示,Draco硬掩模和Low-k绝缘膜Black Diamond已被主要DRAM制造商采用,随着HKMG DRAM的引入,预计在未来几年内,这种DRAM技术将进一步改变。
  • 德州仪器推出独立式有源EMI滤波器IC 支持高密度电源设计
    2023年3月28日,德州仪器 (TI)(纳斯达克股票代码:TXN)宣布推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC),能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器,从而以更低的系统成本增强系统功能,同时满足 EMI 监管标准。随着电气系统变得愈发密集,以及互连程度的提高,缓解 EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。得益于德州仪器研发实验室 Kilby Labs 针对新概念和突破性想法的创新开发,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品系列可以在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI(频率范围为 100kHz 至 3MHz)。与纯无源滤波器解决方案相比,该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%,并满足严苛的 EMI 要求。更多有关德州仪器新的电源滤波器 IC 产品组合的信息,请参阅TI.com/AEF。   德州仪器开关稳压器业务部总经理 Carsten Oppitz 表示:"为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求,德州仪器持续推动电源创新,从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信,新的独立式有源 EMI 滤波器 IC 产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战,并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。"   显著缩减系统尺寸、重量和成本,并提高可靠性   如何实施紧凑和高效的 EMI 输入滤波器设计是设计高密度开关稳压器时的主要挑战之一。通过电容放大,这些新的有源 EMI 滤波器 IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%,这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。   新的有源 EMI 滤波器 IC 系列包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3,以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。这些器件可有效降低电源 EMI 滤波器中产生的热量,从而延长滤波电容器的使用寿命并提高系统可靠性。   新的有源 EMI 滤波器 IC 包括传感、滤波、增益、注入阶段。该 IC 采用 SOT-23 14 引脚封装,并集成了补偿和保护电路,从而进一步降低实施的复杂性并减少外部组件的数量。   减轻共模发射以满足严格的EMI标准   国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。工程师将能够应对 EMI 设计挑战,并满足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求。   德州仪器的有源 EMI 滤波器 IC 满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求,从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® for TI 仿真模型和快速入门计算器等支持工具,设计人员可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。   德州仪器始终致力于通过持续的突破性成果进一步推动电源发展,例如,低 EMI 电源创新可帮助工程师缩减滤波器尺寸和成本,同时显著提高设计的性能、可靠性和功率密度。   封装及供货情况   车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产,仅可从 TI.com.cn 购买,采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。2023 年 3 月底,商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品将可通过 TI.com.cn 购买。TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块可在 TI.com.cn 上订购。TI.com.cn 提供多种付款方式和配送选项。德州仪器预计各器件将于 2023 年第二季度实现量产,并计划在 2023 年晚些时候发布另外的独立式有源 EMI 滤波器 IC。
  • 第十五次全国电化学学术会议第三轮通知
    由中国化学会电化学委员会主办的第十五次全国电化学学术会议定于2009年12月16-20日在吉林省长春市吉林大学举行。本次大会由吉林大学承办,中国科学院长春应用化学研究所和吉林省化学会协办。  本次会议日程为12月16日大会全天报到及墙报作者张贴论文时间 12月17,18,19日为会议报告时间。具体安排请登录本次会议网站(http://09cse-online.org)查询。本次会议得到了众多电化学同仁的支持和热烈响应,会议收到论文近700篇,预计参会人数800~900人,为做好本次会议的组织与接待工作,现将有关事项通知如下:  一 会议分组情况  (一)主题分会(18日下午)  1.电化学基础研究(电化学基础、生物电化学、电分析化学和传感器)  2.电池(锂离子电池、燃料电池和其它电池)  3.应用电化学(超级电容器、工业电化学和电化学工程、有机电化学、环境电化学和材料电化学)  (二)分会(17日下午、18日上午、19日上午)  分会场A:电化学基础  分会场B:锂离子电池  分会场C:超级电容器及其他电池  分会场D:燃料电池  分会场F:生物电化学、有机电化学和环境电化学  分会场G:电分析化学和传感器  分会场H:材料电化学  二 论文报告形式及截至时间  1.大会报告,时间40min  2.主题报告,时间30min  3.分会邀请报告,时间20min  4.分会口头报告,时间15min(包括讨论与提问时间)  说明:以上报告均采用PPT文件形式报告,。  5.墙报将在会议期间全天展出,为保证论文展出质量,每篇论文限喷一个整张(一般高´ 宽=110cm´ 80cm),每篇墙报都会有特定的一小时解答时间,在此时间段内至少有一位作者现场讲解和回答提问。  会议将授予10个墙报奖,10个口头报告奖。  6.所有论文录取将截止到2009年11月25日。  三 食宿与会务费  会议期间食宿由大会统一安排,住宿费自理。为保证本次会议的顺利进行,参会人员需交纳会务注册费,学生每人800元,其他人员每人950元[注:2009年10月20日(含)前(以汇款单日期为准,报到时请提交汇款单查验,学生携带学生证备查)预交注册费每人优惠100元]。  四 在线登记宾馆住宿  本次会议采用在线登记宾馆,我们会根据登记要求,通过会议网站和电子邮件发出各宾馆的住宿名单,请各位按照通知前往各自的宾馆报到,同时也希望没有登记的参会人员,尽快上网登记。  五 会议报到  本次会议的报到地点为各住宿宾馆,从火车站和机场到达各报到地点的交通方式请参阅本次电化学会议网站“宾馆指引”部分。没有登记“宾馆住宿回执”的代表,请前往“君怡酒店”报到。另外在12月16日,我们在火车站和机场内全天安排了引导人员  六 会议联系人  电话:0431-85155189  传真:0431-85155358  电子邮件:luhy@jlu.edu.cn 手机:13844053366 (陆海彦)  电子邮件:huangwm@jlu.edu.cn 手机:13578948894 (黄为民)  电子邮件:shizheng@jlu.edu.cn 手机:13756093328 (施 峥)  第十五次全国电化学会议会务组  2009.11.19
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