原电池原理

p style=" text-indent: 2em " 12月2日，“原电池法超高纯氧化镁/电力联产项目技术成果发布会”在河北省唐山市海港经济开发区举行。由北京理工大学(唐山)转化研究中心自主研发的“原电池法超高纯氧化镁”技术实现突破。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 高纯度氧化镁是精细化工产品和高温耐火材料，大量用于航空航天电子等各个高端领域。目前，国内外获取氧化镁生产工艺主要为矿石煅烧法和海水/卤水提纯法，矿石煅烧法氧化镁纯度最高仅有98.5%，已无法完全满足我国冶金等高端制造产业需求 而日、美、欧洲海水合成法则长期处于垄断地位。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 12月1日，中国科学院唐山高新技术研究与转化中心组织相关专家，在唐山市对由唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心完成的“原电池法超高纯氧化镁/电力联产的技术研究”项目举行了成果评价会。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 与会专家形成评价意见为：该项目基于电化学原理，开发了以纯镁材料为阳极、自主开发的纳米级碳/非贵金属基催化剂为复合阴极、中性溶液为电解液的化学原电池。通过外接储电介质、用电装置或并入电网，既实现了清洁电能的输出，又得到超高纯氢氧化镁产物。该氢氧化镁煅烧后可制得纯度高达99.95%的超高纯氧化镁。项目在电化学反应池构造、阴极高效催化加快电化学反应速率、电力和产物的高效联产等方面有鲜明的自主创新性。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 项目实现了超高纯氧化镁的高效和清洁生产，为超高纯氧化镁的获得提供了新技术途径，对氧化镁基和含氧化镁的合成原料以及高温材料的进一步高性能化和功能化有重要的现实意义。 /p p br/ /p p style=" text-indent: 2em " 项目的工艺路线和生产方式已得到充分的实验室验证和一定规模的实际生产验证，产品质量稳定，技术先进、成熟，可以规模化生产。该成果具有良好的社会、经济和环保效益，应用前景广阔，对不同行业的联合互惠和融合发展有示范带动作用。 /p p br/ /p

近期，中科院合肥物质研究院智能所吴正岩和张嘉团队与东华大学蔡冬清教授合作，设计出一种可同时去除水土中镉(Cd2+)及向外输出电能的原电池系统，实现了零耗能条件下环境重金属污染的高效、绿色、低成本修复。相关研究成果已被权威期刊Fundamental Research接收发表。环境中Cd2+具备高溶解性及快速迁移特征，易通过食物链进入人体，严重危害生态及人类健康。以电动修复为代表的传统修复技术虽在水、土重金属污染修复方面均有成效，但高能耗、操作不便的特点很大程度制约了其实际应用。因此，迫切需要开发经济、操作简便、环境友好的Cd2+修复技术。课题组利用Cd2+污染介质(Cd2+污染水体或土壤)作为电解质构建了一种可有效去除环境中Cd2+的新型原电池系统。该系统通过电池内部伽凡尼反应(galvanic reactions)还原溶解氧产生OH与受电场驱动的Cd2+结合，实现对水土中Cd2+的高效固化及去除。同时，通过对多个原电池系统的串联构建输出电源，能持续点亮LED灯。该修复技术表现出成本低、绿色节能且易于操作的优良性能，具有较为广阔的市场应用前景。该研究工作得到国家自然科学基金和安徽省科技重大专项的资助与支持。基于Cd2+污染水体(a)及土壤(b)的原电池研制及修复、产电机理

所谓气体传感器，是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或在传感器附近空气中的含量。因此，在安全系统中，气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术，从所用材料到制造工艺，从检测对象到应用领域，都可以构成独立的分类标准，衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系，尤其在分类标准的问题上目前还没有统一，要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上，通常分为可燃气体传感器（常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）、氧气（常采用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。从使用方法上，通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上，通常分为扩散式气体传感器（即传感器直接安装在被测对象环境中，实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触）、吸入式气体传感器（是指通过使 用吸气泵等手段，将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释，又可细分为完全吸入式和稀释式等）。从分析气体组成上，通常分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行同时检测）。按传感器检测原理，通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性：1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途：一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理） 等。可以检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。优点：结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足：测量线性 范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质，当用作气体传感器时，它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中，可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用，其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间，选择性、灵敏度高于半导体气体传感器，寿命长于电化学气体传感器，因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器，即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层，在一定温度下，可燃气体在表面催化燃烧，因此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹，因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体，但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析（根据电解过程中消耗的电量，由法拉第定律来确定被测物质含量）传感器。这种传感器用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。主要优点：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。主要不足：易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同，只是频率高，能量大。被测气体到达气室后，被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流，气体浓度和电荷流的大小正相关，测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率，通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史，其仪表类型较多，能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应，其中广泛应用的是气体的氧化反应（即燃烧），其典型为催化燃烧式气体传感器，其主要工作原理是在一定温度下，一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥，主要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量，石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端，当有气体时，对红外光产生吸收，接收到的红外光就会减少，从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器，使检测更准确、可靠。优点：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。缺点：测量范围窄；怕灰尘、潮湿，现场环境要好，需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护；现场有气流时无法检测；价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中，常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器，利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽，是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器（按构成方式不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途：用于氧气的检测，选择性极好，是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中，已有应用。工作时，从进样装置定期采取一定容积的气样，在流量一定的纯净载气（即流动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同，使各组分在两相中反复进行分配，从而使各组分分离，并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理，气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点：灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。不足：定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于 试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊，其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时，就会形成湍流，产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素，超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散，但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象，测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量，只能用于氧气检测，选择性极好。

p 　　随着锂离子电池应用领域的不断扩大，其安全问题现已经成为了各方关注的焦点。 /p p 　　本文简要汇总了我国锂电池工业产业最新发展趋势及世界主要发达国家对于锂电池工业产业的政策倾斜，提出了我国锂电池产业发展的建议 研究了锂离子电池安全性检测标准现状及存在的问题，提出了应对策略和建议。 /p p 　　 strong 1 我国锂电池工业产业现状 /strong /p p 　　锂离子电池作为新能源产品具有显著的优势，世界各国开始将锂电池工业作为引领未来能源发展的支持产业之一。 /p p 　　目前， 中国已成为仅次于日本的锂离子电池生产大国。 据不完全统计，中国锂离子电池的产量已经占到全球的 70%，达到了 16 亿只，市场价值近 50 亿美元，其中 70%以上出口。 我国锂电池行业已经从传统的小型电子产品，逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展。 /p p 　　电动汽车的核心技术是动力电池。 从新能源汽车产业链上来看， 因有色金属资源具有极强的地域性，上游原材料企业将会非常集中 对核心技术的掌控，使中游电池厂商将成为行业发展最大的受益者 而整车厂商在这场行业盛宴中利润微薄。 目前，新能源汽车价格居高不下， 原因之一是动力电池组成本太高，如一辆造价 26 万元的丰田普锐斯，电池成本在 8 万元左右，占了整车成本的三分之一。 因此，国内电动汽车厂商纷纷加大投入， 用于新型锂电池材料、制作工艺、技术的开发研究，期待尽快研制出成本较低的动力锂电池组，以降低电动汽车整车成本，加快行业发展。 /p p 　　动力锂离子电池的主要材料有：正/负极材料、电解液和隔膜。 随着国家对该行业的重视和投入力度的加大， 越来越多新的公司加入到动力电池的研发和生产中来，未来市场格局将面临改变。 以电解液为例进行分析： 电解液是锂离子电池四大关键材料之一，号称锂电池的“血液”，是锂离子电池获得高电压、高比能等性能的保证。 电解液占锂离子电池成本的 12%左右，毛利率接近 40%。 锂离子电池对电解液要求比较高，但目前用量却很少。 比如一块手机电池只用 3 g， 比重很小，2 000 t 电解液可供生产 6 亿块手机电池。 /p p 　　目前全球锂电池电解液市场供求基本平衡，主要是靠现有锂电池市场。 但是，汽车动力电池对电解液的需求量较大， 一辆车需要 40 kg 左右。 预计到2012 年，新能源车的年产量将达到 100 万辆，按每辆新能源汽车电池电解液 40 kg 计算，100 万辆混合动力汽车将带动 4 万吨电解液的需求。 /p p 　　目前国内电池生产商电解液的配套已基本实现国产化，生产企业主要有国泰华荣化工、杉杉股份、珠海赛纬电子、天津金牛、汕头金光、广州天赐等 10余家，年生产能力都在千吨级以上，可满足我国目前的锂电池生产需要，并有部分出口。总体来看， 我国锂离子电池的生产尚处于起步时期。 由于国家对于锂离子电池工业的政策支持，我国不少电池厂以及一些有实力的企业集团均看到了中国锂离子电池的潜在市场， 正准备或已不惜投巨资生产理离子电池， 这些作法将会进一步促进我国锂离子电池工业产业的发展 & nbsp 。 /p p 　 strong 　2 主要发达国家锂电池工业产业投资政策 /strong /p p 　　 strong 2.1 /strong 美国美国锂电暂任主席、 美国布罗德普公司董事长瑞夫· 布罗德博士，在第四届华南锂电高层论坛发表的演讲中提到了最近美国政府提出的新经济刺激计划。 根据布罗德博士介绍，当前美国政府正前所未有地加大财政力度支持工业界发展。 在美国政府的财政资助计划中， 有 20 亿美金是用于电池工业的发展 其中约 12 亿美金，主要用在做锂电池和锂电池芯的发展方面。 瑞夫· 布罗德博士称，在这一整个工业界绝无仅有的资助行动当中， 锂电池行业被放在重点当中，是“重中之重”。 /p p 　　2009 年 8 月份，奥巴马总统签署了一项为 48 个电池有关的项目提供资金援助的计划， 这次援助计划的目的是为电动/混合动力汽车开发更有效的电池和电力驱动系统，援助的总金额达 24 亿美元，推出后将极大刺激中西部地区的发展。 奥巴马总统宣称美国政府需要的是“面向未来的汽车，以及用来驱动这种汽车的技术”。 /p p 　　虽然这一揽子援助计划主要面向的是汽车电池及电力驱动系统， 但面向消费领域的电池技术也能从中受益。 因为几乎所有的消费电子类产品如电动工具等都非常需要电力强劲、 能持续工作数日的电池来供电， 而现有的产品则只能提供几个小时的电力供应。 /p p 　 strong 　2.2 /strong 德国2009 年年初， 德国政府拿出 5 亿欧元用于资助电动汽车的研发。 其中资助锂离子电池的研发费用为 5 900 万欧元。在 2007 年制定的“高科技战略”中，德国政府已将电动汽车的关键技术———锂离子电池作为攻坚项目。 /p p 　　为了完成这一项目，产业界五大巨头巴斯夫、博世、EVONIK、LiTec、 大众和科学界与应用界的 60 家单位结合，组建了锂离子电池“创新联盟”：企业界出资 3.6 亿欧元，联邦科研部资助 6 000 万欧元。据悉，以上还仅仅是联邦一级的研发投入。 为了抢占市场先机，各州政府也有一批资金的投入。 例如北威州的投入就达 6 000 万欧元。北威州之所以舍得投入，除了想成为“电动汽车的模范区域”之外，更重要的是想让 “北威州的轿车工业尽快生产世界领先的电动汽车”。 /p p 　　 strong 2.3 /strong 日本日本经济产业省近日披露，日本力争在 2010 年将新型锂离子电池用于下一代电动汽车。 日本日立制作所宣称， 将投资 200 亿日元至 300 亿日元，到2015 年将目前面向混合动力车生产的锂电池产能提高约 70 倍。 据称，日立将通过加大投资和扩大其位于茨城县东海事业所的产能， 尽快实现大容量新型锂离子电池的量产， 产品将主要向美国通用汽车公司提供。 /p p 　　2009 年 5 月 15 日，丰田、日产汽车公司及松下电器公司等相关企业签署协议， 合力开发统一规格的新一代汽车锂电池，并计划在 2 年内实现量产。 东芝公司决定， 斥资 500 亿日元开发电动汽车用的锂离子电池， 这种高效动力电池将于两年内进入半商品化生产，计划在 2011 年之前将高性能锂离子电池增至适于不同特性的 3 个种类， 即除了目前的普通型之外， 还将分别开发支持混合动力车和电动汽车等高输出功率型以及高能源密度型的锂离子电池。普及电动汽车的一个关键问题是需要建立足够的电力补充设施。 为此，东京电力公司宣布，将带头参与有关的基础建设， 明年在首都 圈先建 200 多个充电站，3 年后增加将到 1 000 个以上。 日本各大汽车公司也积极响应、参与有关研究和工程，热切期盼“脱石油”时代能尽早来到日本。 目前，东京电力公司已经成功开发出了大型快速充电器， 每 10 min 完成充电，所能行驶的路程是 60 km，充电时间大大缩短，进一步加快了日本普及使用电动车的步伐。据日本汽车研究所预计，按照现在混合动力车的普及程度推算，到 2020 年，日本国内的混合动力车将达到约 360 万辆。 如果高性能锂离子电池得到普及，混合动力车有可能进一步达到 720 万辆的水平。 /p p 　　 strong 2.4 对我国锂电池工业产业发展的建议 /strong /p p 　　1) 加强科研投入力度。 国家应该将高能量密度、 高效率新型锂离子电池的研发提升到国家级战略高度，制定和实施有关新型锂离子电池材料、生产工艺、制造技术的“973”等高层次课题专项，吸引广大锂离子电池科学家及相关企事业单位广泛参与。 /p p 　　2) 明确产业方向，理顺管理职能。国家应该将锂离子电池工业产业作为国家“十二五”期间重点支柱的基础产业之一，加大投入力度，同时，成立专门管理锂离子电池工业产业的行业协会组织， 统一管理和协调我国锂离子电池工业产业的发展。 /p p 　　3) 提高锂离子电池工业知识产权。 目前锂离子电池材料、 制作工艺等关键技术的知识产权均属国外所有，要想在锂离子电池工业产业中占据高地，必须研发创造属于我国知识产权的关键技术。 /p p 　　4) 加快锂离子电池标准化体系建设。 提高我国锂离子电池工业标准化水平， 使锂离子电池标准体系建设适应快速发展的锂离子电池工业， 积极应该国际社会技术性贸易壁垒 。3 锂电池安全性检测标准简介及问题分析 /p p 　　3 strong .1 锂电池安全性检测主要标准 /strong /p p strong /strong 　　锂离子电池由于存在燃烧、爆炸等安全性隐患，国际社会针对锂离子电池安全性制定了一系列的规章、制度以及国际标准、行业标准等。我国锂离子电池产品检验主要依据的相关标准主要有：联合国《关于危险货物运输建议书》第 38.3条款锂电 池 运 输 安 全 性 能 测 试 (UN 38.3) GB-T8897.1-2003 《原电池 第 1 部分 总则》 GB 8897.2-2005 《原电池 第 2 部分 外形尺寸和技术要求》 GB8897.4-2008 《原电池 第 4 部分 锂电池的安全要求》 GB/T 18287-2000 《蜂窝电话用锂离子电池总规范》 GB/T 19521.11-2005《锂电池组危险货物危险特性检验安全规范》 GB/Z 18333.1-2001 《电动道路车辆用锂离子蓄电池》 YD 1268.1-2003 《移动通信手持 机 锂 电 池 的 安 全 要 求 和 试 验 方 法 》 QC/T 743-2006 《电动汽车用锂离子蓄电池》 QB/T 2502-2000《锂离子蓄电池总规范》 SN/T 1414.3-2004 《进出口蓄电池安全检验方法 第 3 部分 锂离子蓄电池》 SJ/T11169-1998 《锂电池标准》。 /p p 　　现行的国际主要锂离子电池安全性检测标准主要有：IEC 62133：2002 《含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组-便携式密封蓄电池和蓄电池组的安全性要求》 IEC 62281：2004《运输中锂原电池和电池组及 锂 蓄 电 池 和 电 池 组 的 安 全 》 UL 1642：2006《锂电池》 IEEE 1625：2004《便携式计算机用蓄电池标准》 IEEE 1725：2006 《蜂窝电话用蓄电池标准》。 /p p 　　 strong 3.2 锂电池安全性检测标准分析 /strong /p p 　　目前， 国内外锂离子电池安全性检测标准基本都是符合性检测型标准，即标准规定短路、过充电、强制放电、振动、冲击、挤压、针刺、重物撞击、跌落、温度试验、低气压等电气、机械和环境方面的试验项目， 用以模拟电池在正常使用以及可预见的误用时的应用情况，确保产品在这些情况下的安全性。 这种标准形式具有判据清晰、操作性好的优点，只需针对成品电池进行试验室检测即可判定是否符合标准，缺点则是无法全面有效地保障产品的质量与安全性， 因为安全性作为产品性能的一个组成方面是在产品设计与制造过程中形成并确立的， 现行标准的考核对象与此存在偏差， 此外安全试验是破坏性检验，只能采用抽样检测的方式进行，这种方法本身也存在一定的风险概率。 /p p 　　对比国内外标准可见， 我国锂电池安全标准欠缺整体规划。 一方面国家与行业两级标准间，以及各类行业标准间缺乏协调，标准对象存在一定的交叉、重复，另一方面标准没有统一的指导思想，既 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " /span 有单纯的安全标准，又有包括电性能、环境适用性能及安全性能等全部要求的总规范性质的标准。 相比较而言，国外标准在工作思路及相互间关系上则较为统一、协调，如 IEC 针对产品安全性单独制定标准，其他标准如产品总规范规定电性能等其他要求， 安全要求直接引用安全标准 IEEE 则针对不同用途分别制定包括安全要求在内的产品总规范。 /p p 　　 strong 4 关于锂离子电池安全性检测标准工作的建议 /strong /p p 　　工业和信息化部已经成立了电子产品安全标准工作组，准备开展锂离子电池安全标准工作，并提出了制定便携式锂离子电池安全标准的工作目标 。 结合我国锂离子电池工业产业发展及安全标准现状，建议我国锂离子电池安全性检测标准制定工作注意以下几个方面: /p p 　　 strong 1) 建立统一的锂离子电池安全性检测国家标准。 /strong 考虑到锂离子电池的生产、营销、使用等遍及国民经济各领域， 应以最高级别的国家标准的形式制定统一的锂离子电池安全性检测标准。 为保持安全标准的统一， 应将现行国家与行业标准的技术内容以包含或整合的方式加以替代 将来随着锂离子电池的发展，通过标准修订的方式更新其安全要求，不再另行制定其他安全标准。 /p p 　　 strong 2) 统一的安全标准应该与锂离子电池的产品情况相适应。 /strong 目前锂离子电池大致划分为能量型和功率型两大类，两类产品在材料、设计结构等方面存在一定差异，在相同的安全前提下，其标准的试验方法乃至要求都可能不同。便携式电池属于能量型， 包括手机、 笔记本电脑、 数码相机和摄像机用锂离子电池等， 而电动工具、 电动自行车和电动汽车用锂离子电池可归为功率型， 建议分别制定能量型和功率型锂离子电池安全标准。制定锂离子电池安全标准时要掌握 “适度”原则， 即标准应寻求并建立产品安全与性能的最佳结合点，因为安全性越好往往意味着电性能越差。 /p p 　　 strong 3) 锂离子电池安全性检测标准内容应涵盖产品设计及制造工艺，并建立相应的监管认证机制 /strong 。绝大多数锂离子电池的安全问题是由现行安全标准难于模拟的内部短路缺陷所引起的， 因此应将锂离子电池的设计和制造过程全面纳入质量控制体系方能有效避免产品内部短路的隐患。 新制定的安全性检测标准应将其内容拓展至产品上游的设计与生产环节。 建议国家质检部门在依据新的安全性标准开展锂离子电池强制安全认证工作时， 除最终产品安全性检测外，还应对包括产品设计与工艺评审、制造过程监督等内容进行认证， 并参照质量体系认证做法，建立定期复查与随机抽检的制度，如此将可确保标准内容最大限度地得以贯彻与实施。 /p p 　　 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 文章摘自 /i /span span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i span style=" font-size: 16px " Chinese Battery Industry（电池工业），第16卷第3期2011年6月 /span /i /span i style=" font-size: 16px color: rgb(127, 127, 127) " （魏宇锋，张继东，费旭东，吴晓红，陈 相，上海出入境检验检疫局） /i /p

昨日，深圳首个电池检测认证中心在深圳科技园建成，这个由权威认证机构德国莱茵TüV集团投资数百万元建成的电池检测认证中心，将为国内电池生产厂商提供本地化、一站式服务，协助印上安全标记的电池更为顺利地打入国际市场。 　　据莱茵TüV集团南中国区执行董事温豪格介绍，该电池检测认证中心配备了领先的检测设备和仪器，可以为原电池、动力电池、锂电池等产品提供检测认证服务，能根据欧盟等主要发达国家与地区相关标准进行检测，以保证产品满足电池测试各项要求，如安全要求、性能要求、存储要求、运输要求等等。 　　该检测中心还是国内第一家也是唯一一家可以进行轻型电动车锂电池安全测试的实验室，同时也是国内唯一一家可以根据IEC安全标准，针对便携式锂电池出具标准化CB报告的实验室。

p 　　由于安全问题而发生锂离子电池产品召回的案例日益增多。Li+的活性和高能量密度的特性，会给锂离子电池安全性带来较大的问题。目前，对锂离子电池的安全性能，尤其是一些潜在的微小结构缺陷所带来的安全隐患的筛查，检验方法和标准落后于锂离子电池技术的发展，评价方法和评价体系尚未适应锂离子电池安全性能评估的要求。有鉴于此，本文作者对国内外现有的一些具有代表性的标准进行了归纳和分析，以期为检测技术的发展提供参考。 /p p 　　 strong 1 电池安全性能检测标准简介 /strong /p p 　　目前，应用得较为广泛的国际标准是国际电工委员会(IEC)的锂离子电池标准。根据各自的需求，国际航空运输协会(IATA)、联合国危险货物运输专家委员会及国际民用航空组织(ICAO)等机构，也制定了相关的锂离子电池运输安全标准，并得到广泛应用。此外，一些国家及组织，如美国保险商实验室(UL)、美国电气及电子工程师学会(IEEE)和日本国家标准局(JIS)制定的关于锂离子电池的安全标准，也有广泛的影响。这些标准的检测项目相似，但是测试的条件有所不同。 /p p 　　应用较多、影响范围较广泛的国际标准有4个。联合国《联合国危险物品运输试验和标准手册》(UN38.3) /p p 　　和IEC62281:2012《运输中锂原电池和电池组及锂蓄电池和电池组的安全》均侧重于锂离子电池在运输中的安全测试和安全要求，主要针对锂离子电池在运输过程中的外部环境及机械振动进行模拟，试验项目包括高度模拟、温度试验、振动、冲击、外短路、撞击、过度充电和强制放电等8项，要求电池在测试过程中，应保证包装不脱落、不变形、无质量损失、不漏液、不泄放、不短路、不破裂、不爆炸且不着火。UL1642:2009《锂电池》适用于在产品中作电源用的一次(非充电的)和二次(可充电的)锂电池，标准的目的是减少锂电池在产品使用时着火或爆炸的危险。标准中关于电池的电性能测试，包括短路试验、不正常充电试验和强制放电试验 机械试验包括挤压试验、撞击试验、冲击试验和振动试验 环境试验包括热滥用、温度循环试验、高空模拟试验和抛射体试验等。试验要求，被测电池在试验过程中不起火、不爆炸、不漏液、不排气、不燃烧，且包装不破裂。IEEE1625:2008《笔记本电脑用可充电电池标准》和IEEE1725:2006《移动电话用可充电电池标准》主要是对便携式计算机和蜂窝电话用蓄电池的设计、生产和开发建立统一的准则，主要涉及电池和电池组有关的电子、物理结构、化学成分、加工流程、质量控制及包装技术等领域。相对于其他电池标准普遍重视电池或电池组的情况，上述标准分别对电芯、电池、主机节点、电源附件、消费者和环境等几个方面进行了综合性考虑。这两项标准均侧重于设计和制造过程，针对电池后期的使用问题，尤其是安全性问题涉及不多。 /p p 　　目前，国内外常用的锂离子电池标准列表归纳于表1。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/34f9e075-349d-4134-93b8-3c9ec7601566.jpg" title=" 003.jpg.png" alt=" 003.jpg.png" / /p p 　　 strong 2 现有标准的侧重点分析 /strong /p p 　　现行的主要标准可概括为以下几类: /p p 　　 strong 2.1 主要针对运输过程中的外部环境和机械振动 /strong /p p 　　如UN38.3、IEC62281:2012等，通过高度模拟、温度试验、振动、冲击、外短路和撞击等测试项目，模拟锂离子电池在运输过程中可能发生的危险，对于锂离子电池在使用过程中的安全问题涉及较少。 /p p 　　 strong 2.2 主要针对设计和制造过程 /strong /p p 　　如IEEE1625、IEEE1725等。以IEEE1725为例，标准将手机锂离子电池系统分为4个板块，即电芯、电池组、主机及电池充电器部分，全面明确地对电芯的设计、原材料、制造工艺和成品测试评估等进行了要求，为电芯乃至手机等通信产品的安全性提供可靠评估保障。上述标准主要针对电池的设计和制造过程，对于锂离子电池后期使用中的安全问题涉及不多。且诸如此类的IEEE锂离子电池标准，由于对象为不同设备中的锂离子电池的设计和制造，针对性较强，适用范围受到一定的限制。 /p p 　　 strong 2.3 主要针对锂离子电池电性能和安全性 /strong /p p 　　如UL1642、GB8897.4等，通过短路、不正常充电、强制放电试验挤压、撞击、冲击、振动、热滥用、温度循环、高空模拟试验及抛射体等测试项目，要求被测锂离子电池在试验过程中不起火、不爆炸、不漏液、不排气、不燃烧且包装不破裂。比较上述两类标准，此类标准的核心是锂离子电池的安全性，更注意温度导致的电池安全风险，但判定依据难以量化，只能用被测电池的爆炸、起火、冒烟、泄漏、破裂和变形等来区分，不利于检出可能存在潜在危险的电池。 /p p 　　 strong 3 现有标准的不足 /strong /p p 　　过充过程成为了导致锂离子电池发生不安全行为的危险因素:当发生过充时，由于发生了不可逆的化学反应，电能转变成热能，导致电池温度迅速升高，从而引发一系列的化学反应。尤其是当散热性较差时，往往导致比单纯的热冲击更严重的问题，可能发生电池起火，甚至爆炸。 /p p 　　根据对现有主要标准的分析不难发现，现有的标准对锂离子电池安全性能的检测方法和评判依据还显得不足。这些标准中，有部分是针对锂离子电池的外部环境和设计制造过程的标准 即便是针对安全性能的标准，也缺少明确的可量化衡量的检测方法和评判体系，尤其是爆炸、起火、冒烟、泄漏、破裂和变形等判断依据，过于宽泛。 /p p 　　迫切需要一种针对锂离子电池热效应及电池温度变化，可定量分析并判定安全风险的检测方法。近几年，国内外研究者在不断研究更科学、高效的检测方法和手段，其中通过对于热效应及电池温度方面的研究，取得不少进展。通过检测电池的表面温度，结合电化学模型，利用量热法计算得到电池充电过程中放出的热量和热传导系数，之后建立热效应理论模型，可模拟计算电池内部的温度，进而来描述电池的热行为。人们已经建立了多种类型的热效应模型，但采取的测温手段主要是传统的热电偶测温法。热电偶操作比较复杂，且只能有限布点，不能全面地掌握样品温度分布 同时，热电偶还带有延时性，不能及时反映锂离子电池的温度变化情况，不利于建立实时温度变化曲线。 /p p 　　在理论研究方面，目前，人们倾向于利用理论模拟的方法体现锂离子电池的热安全性能，并设计了很多模型，通过分析热性能来计算，得到锂离子电池在不同工作环境下的温度曲线。这些理论模型的原理是通过测量锂离子电池的表面温度来评价内部温度，再与利用热电偶等方式测出的温度进行比对，一方面说明理论模型的预判性和正确性 另一方面对安全性进行评价。理论模型的建立可以使学者对于锂离子电池的热效应有较全面的认识，但对于安全性能的检测和评价却不直观。 /p p 　　 strong 4 结束语 /strong br/ /p p 　　安全性能已经成为锂离子电池的一个重要指标，成为除成本因素外另一个制约锂离子电池应用的关键指标。由于锂离子电池的特性，在最初的使用阶段并不会显示出电化学行为的异常。这些潜在的缺陷给判断锂离子电池是否合格带来困难。本文作者归纳和总结了国内外常用的锂离子电池安全性能检测标准，通过分析发现，目前国内外对锂离子电池安全性的潜在风险缺乏检测方法和评判依据，未形成快速、有效的锂离子电池安全性检测方法或筛选方法。 /p p 　　随着消费者对锂离子电池电性能及安全性要求的日益提升，各电池制造商以及各国主管部门、行业协会等有必要对锂离子电池安全性能的检测手段进行研究，建立一套直观、快速、有效的检测方法，在现有标准体系的范围内，提高要求，进一步细化标准，明确判定依据，弥补现有锂离子电池检测标准和体系的不足，提高锂离子电池安全性能检测水平，保证锂离子电池行业的可持续发展，维护消费者在电池使用过程中的安全。 /p p 　　 span style=" color: rgb(127, 127, 127) " i 文章摘自Battery Bimonthly(电池)，2015，45(3)，（蔡春皓，段冀渊，寿晓立，杨荣静， 中华人民共和国上海出入境检验检疫局） /i /span /p

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2019年3月21日，“2019全国高性能电池新技术与新材料应用发展暨电池行业智能制造技术交流会”在南京召开。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1734.jpg" alt=" IMG_1734.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/10a7f3da-9da2-4eba-9f62-6bb731f2d9aa.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 大会现场 /span /p p 　　会议由中国电池工业协会主办，中国科学院物理研究所协办，旨在贯彻落实《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，满足新能源汽车等产业发展的需求，充分交流我国电池行业高性能电池研究领域新技术、新产品、新材料成果。杨裕生院士、吴锋院士领衔，及200余名相关生产企业、新能源汽车及其他电池应用企业、科研部门、大专院校专家代表出席本次会议。仪器信息网作为合作媒体全程报道。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1694.jpg" alt=" IMG_1694.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/358b9501-b623-4bf3-af30-424479f18722.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 中国电池工业协会专职副理事长王敬忠主持大会开幕 /span /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1730.jpg" alt=" IMG_1730.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/6efadeca-746c-405a-8dd6-5e646aeca62e.jpg" / span style=" color: rgb(0, 176, 240) " /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 中国电池工业协会理事长赵金生大会致词 /span /p p 　　在大会致词中，赵金生首先向与会人员表示热烈欢迎。十二五以来，我国电池工业整体保持了较快增长，产品结构进一步优化，技术创新步伐加快，锂离子电池在不断满足并加速普及数码产品、信息化电子产品的需求基础上，新能源汽车的快速发展，推动了动力电池的异军突起，我国已经成为全球最主要的锂离子电池生产国之一。接着表示，据对规模以上企业统计， 2018年，我国电池行业的主营业务达到6416.63亿元，比上年同比增长15.5亿元。我国新能源汽车产销量分别达到约127万辆和126万辆，同比分别增长59%和61%。此背景下便形成本次会议的主题：“在巩固现有新能源动力电池健康发展基础上，要瞄准世界高科技前沿，加速探索适宜我国国情市场预期的新型动力电池研发和制造”。最后，赵金生宣布大会开幕。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1753_副本.jpg" alt=" IMG_1753_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/ff26e6ba-a8c1-43cf-af60-c055fe8ee012.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 全国电池行业增选技术专家证书颁发仪式合影 /span /p p style=" text-align: center " 　　 i (部分增选专家还在赶往现场路上。增选专家名单：宋金保、温兆银、袁中直、周浩慎、杨续来、郑伟伟、刘建国、丁晓阳、陈人杰) /i /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1765.jpg" alt=" IMG_1765.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/59fba53b-fac2-4320-ad67-52451c8b969a.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：杨裕生院士，解放军防化研究院研究员 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：电池和材料的“高性能”——从理念到实践 /span /p p 　　杨裕生院士在报告中从五方面展开“高性能”电池的理念到实践。在定义方面，“电动汽车电池的高性能”主要是安全性高 寿命长、价格低 所需资源不受制于人 比能量、比功率满足所装汽车的要求。要避免将高比能连通过作为衡量电池性能的首要指标。安全性的重要性方面，安全第一是不同电动汽车的共同要求。不要片面追求高比能电池方面，举例中，三元电池相关的Tesla三元电池已经失火烧车十余辆。并从技术、发展路线、补贴政策、思想方法等角度分析了电动汽车频发燃烧的根本原因。磷酸铁锂电池方面，表示要振兴我国磷酸铁锂电池产业，并要发展以硬炭为负极的电容型磷酸铁锂电池。在结束语中，杨裕生院士指出我国电动汽车的合理发展路线，即以节能-减排为宗旨，不直接或间接消耗石化燃料，不增排二氧化碳，从太阳能、光伏等途径进行增程式电动车。最后指出难寄希望的两种“高性能”汽车动力电池：“全固态”锂离子电池和“后锂离子电池”的锂硫电池。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1847_副本.jpg" alt=" IMG_1847_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/4982adfd-e444-4597-98b4-1a479afdcb9c.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：温兆银，中国科学院上海硅酸盐所主任研究员 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：固体电解质二次电池进展 /span /p p 　　温兆银在报告中主要介绍了固体电解质二次电池的发展现状及最新进展。指出高性能固体电解质可以有效地解决二次电池的安全隐患问题，并可显著提高电池的比能量，完全抑制锂硫电池的穿梭问题，为实现锂电池的长续航、长寿命奠定基础。多种金属锂/固体电解质的界面技术有效地解决了金属锂的枝晶生长和在陶瓷电解质中的扩展。高质量的固体电解质是固态锂硫电池发展的保障，高阻抗界面是高性能固态锂硫电池的主要障碍。纳硫电池、纳镍电池是两种典型的固体电解质电池，国外已经实现规模化应用，我国正在快速发展中。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1880.jpg" alt=" IMG_1880.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/e90be398-c11b-454f-b1a0-4068997a8528.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：黄学杰，中国电池工业协会副理事长、中科院物理研究所研究员 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：高容量合金负极材料的研究 /span /p p 　　锂离子电池应用空间不断拓展，高性能电池的发展依赖于正极/负极/隔膜/电解质等关键材料技术的进步。黄学杰首先分别介绍了锂离子电池典型负极材料的产品类别、比容量、发展方向，及优缺点。接着结合电镜、电化学等表征手段介绍了系列对锂电负极材料的研究，指出负极材料由硅炭负极向合金负极的演变。最后介绍了即将建设的中科院北京清洁能源材料测试诊断与研发平台将建设国内最大和世界先进水平的先进化学储能、物理储能、太阳能电池综合测试分析、LED综合测试分析及清洁能源用同步辐射光源线站等研究平台。其中的互联互通惰性气氛电池材料与器件综合分析测试平台主要功能包括电池材料综合物理、化学、电化学分析 国内外电池材料与器件对比分析 电池产品失效分析等。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_1976.jpg" alt=" IMG_1976.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/82ff045c-8b88-48a9-8dc6-2e2734a4d3a0.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：杨续来，合肥国轩电池股份有限公司研究院副院长 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：动力电池市场化选择中的若干技术问题 /span /p p 　　近来，新能源汽车市场管理进一步规范化，杨继来首先介绍了市场化过程中三个重要因素，即高安全(系统安全是底线)、低成本(成本是市场因素)、长寿命(技术组合的实力体现)。接着结合多种检测手段，讲解分析了厚电极与电池寿命即安全的关系、电极材料的物理包覆向电化学包覆的转变、锂枝晶生长抑制及电池一致性检测的方法。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2004.jpg" alt=" IMG_2004.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/9d326f36-a8a3-4704-833d-1f9905b65717.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：王力臻，郑州轻工业大学教授 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：锂离子电池硅碳复合负极材料研究 /span /p p 　　王力臻首先介绍了硅、石墨作为负极材料分别存在的体积膨胀率大、比容量低等问题，针对这些问题，提出纳米化、薄膜化、复合化等解决方案。接着介绍了其团队制备的两种硅碳复合石墨混合负极，通过电镜、电化学、XRD、拉曼等表征手段的验证，表明其制备的炭包硅法可以有效缓解硅膨胀带来的问题，硅碳与石墨之间具有协同效应，提高了混合负极材料脱锂容量，但首次或前几次充放电循环的库伦效率仍较低。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2044.jpg" alt=" IMG_2044.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/33883819-c9f2-4eb0-a5b5-0e94de2968a0.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：周豪慎，南京大学教授 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：开发下一代二次电池——锂空，锂硫和钠离子电池 /span /p p 　　实现二次电池更高能量密度的目标激励人们寻求新的储能体系。拥有超高理论能量密度，且材料成本低廉、环境友好的锂空气电池、锂硫电池、钠离子电池的出现，为实现这一目标打开了一扇新的大门，但同时这些新型的储能体系仍面临许多亟待解决的挑战。周豪慎在报告中首先介绍了MOF基隔膜抑制枝晶生长的机理，接着重点介绍与讨论了锂空、锂硫、钠离子电池的发展趋势和进展，及其机理研究和产业化问题。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2055.jpg" alt=" IMG_2055.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/06d5ddb6-19b1-4d04-96c0-f2a6de548ff2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：袁中直，亿纬锂能股份有限公司副总裁、首席技术官 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：锂原电池的技术现状与未来 /span /p p 　　2017年锂一次电池前十大出口企业中，亿纬锂能以4179.2万美元高居榜首。相比二次电池，一次电池具有高比能、长寿命(储存寿命)、宽温度范围等特点。袁中直手心爱你介绍了液态阴极锂电池与固态阴极锂电池的主要应用领域、当下国内外研究进展以及接下来技术发展趋势。接着介绍了锂原电池电压滞后的一系列解决方案，最后在讲到锂离子电池对原电池市场的冲击时，主要介绍了一种新型1.5V的USB可充锂离子电池的多项优越性。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2099.jpg" alt=" IMG_2099.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/bed71f14-3595-4436-946d-08c74273e21f.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：俞会根，北京卫蓝新能源科技有限公司总经理 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：固态电池最新技术进展 /span /p p 　　俞会根首先从分类、原理角度介绍了固态锂电池相对液态锂电池高能量密度、更安全、低成本、长寿命等优势。并进一步从电池结构、能量密度、比功率、正负极材料、技术路线等方面介绍了两者的区别。表示，固态锂电池尚存在电解质层与电极层界面电阻较大、循环过程中电解质相与电极内颗粒接触变差、安全性与热失控行为机理不明等需要进一步解决的问题，但所有问题有可能在3年内找到解决方案，5年内实现小试，8年内实现大规模应用。接着主要介绍了固态锂电池在各领域及各国家的应用及标准化建设情况。最后介绍了全球固态锂电研发团队及企业的布局分布，并讲解了卫蓝新能源在此方面的多项背景技术、核心制造技术及技术发展路线，预计2021年后实现规模化电动汽车市场应用。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2138.jpg" alt=" IMG_2138.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/157f2d48-dca2-487e-86d0-c48ad09a8565.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：解明，柔电(武汉)科技有限公司CEO /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：精准纳膜包覆/掺杂技术(PNCD)在高比能量锂电池中的应用 /span /p p 　　解明主要介绍了未来高比能量锂电池发展趋势及PNCD技术在电池正负极中的应用，具体包括高镍811& amp NCA、高电压单晶532& amp 622、高电压钴酸锂、负极石墨、全固态电池界面调控等。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2145.jpg" alt=" IMG_2145.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/1ce2b27e-bc27-4a6f-b8b6-507295d5ac1b.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　报告专家：郑伟伟，欣旺达汽车动力电池有限公司总工程师 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：新形势下新能源乘用车对动力电池技术与测试的需求 /span /p p 　　2018年我国新能源乘用车销售100.8万量，同比增长88.5%。郑伟伟认为新形势下市场形式面临的主要变化表现为：补贴退坡、特斯拉进入(国产中高档新能源和燃油车都面临严峻考验)、充电普及、隐患难处。关于电池系统的技术需求，私人家用与运营出租车需求差异大。关于电池系统的测试需求，主要介绍了“三宗四横”评价体系，三纵指电芯、模组、BMS，四横指仿真虚拟验证、集成验证、系统验证、整车标定验证四大类试验类型。接着介绍了每种试验类型的验证项目、标准及具体要求。 /p p style=" text-align: center " img title=" IMG_2256.jpg" alt=" IMG_2256.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/7b33b910-b074-4a86-9f8a-68351d2fa313.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告专家：邵丹，广州能源研究院 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　　报告题目：动力电池关键材料检测技术 /span /p p 　　中国拥有最大的电动汽车保有量，锂电池产业也随之迎来高速发展机遇。追求高能量同时，也带来一系列安全隐患。全方位的测试评价动力电池及其关键材料的性能，开发安全可靠的动力电池，在新能源汽车的研发、生产过程中尤为重要。邵丹首先分别介绍了我国现行部分电池关键材料检测标准，包括正极材料31项、负极材料3项、电解液12项、隔膜7项、其他电池材料7项。接着介绍了动力电池关键材料的双向检测技术。即“自上而下实施检测”实现关键材料性能评价、整体解决方案，及“之下而上实施检测”实现精准定位储能产品材料问题。“自上而下”中材料理化性能检测主要包括基础性能(元素含量、微观形貌、晶型结构、粒度分布、比表面、孔径分布、硬度测试等)、电性能(充放电比容量、库伦效率、循环寿命等)、安全性能(阻燃特性、氧化还原特性、穿刺、拉伸、热性能等) 其他还包括材料匹配性能测试、极片理化性能检测、电池性能检测。提及部分检测技术包括原位XRD技术、电镜、核磁共振、试验机、热分析、粒度仪、比表面分析等。最后介绍了国家化学储能材料及产品质量监督检验中心(广东)整体概况。 /p p 　　 strong 接下来，还进行了十余位邀请专家报告，鉴于篇幅有限，余下嘉宾报告请点击链接： span id=" _baidu_bookmark_start_26" style=" line-height: 0px display: none " ? /span /strong a style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190324/482257.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong span id=" _baidu_bookmark_start_54" style=" line-height: 0px display: none " ? /span span id=" _baidu_bookmark_start_40" style=" line-height: 0px display: none " ? /span 【专家报告续】 /strong strong /strong strong /strong /span /a span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " 。 /span /p p style=" text-align: center " img title=" 展商.jpg" alt=" 展商.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/4a1a019f-a52d-45b6-bd4a-b738e2e47f23.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 部分展商 /span /p p style=" text-align: center " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc/" target=" _blank" img title=" 620172.jpg" alt=" 620172.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201903/uepic/1eb7fb3e-0ab4-404f-84f8-9f2b72c57745.jpg" / /a /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 3月26日“锂离子电池检测技术与应用”网络在线研讨会，邀您在线参会 a style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ldc/" target=" _blank" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 【免费线上参会报名链接】 /span /a /span /strong /p p & nbsp /p

电能源前沿技术与应用研讨会通知（第三轮）2024年8月2-4日中国天津天津社会山国际会议中心酒店主办单位：中国化学与物理电源行业协会中国电子学会化学与物理电源技术分会中国电工技术学会电池专业委员会化学与物理电源全国重点实验室承办单位：天津中电新能源研究院有限公司《电源技术》编辑部协办单位：天津理工大学天津市锂离子电池技术创新中心仪器信息网大会日程：（以会议临近具体日程为准）8月3日上午 大会报告8:30-8:40开幕式致辞时间报告题目演讲嘉宾8:40-9:10固态锂电池未来发展南策文院士中国科学院院士，清华大学材料科学与工程研究院9:10-9:40提高锂离子电池比能量的技术方向杨裕生院士中国工程院院士，防化研究院9:40-10:10Quick Degradation Detection Technology on Batteries逢板哲弥日本化学会前会长10:10-10:30茶歇10:30-11:00电能源科技前沿及创新发展刘兴江中国电子科技集团公司首席科学家11:00-11:30太阳能光伏产业化前沿技术及发展沈文忠上海交通大学11:30-12:00绿色制氢与燃料电池研究进展邵志刚中国科学院大连化学物理研究所12:00-13:30自助午餐8月3日下午 分会场一锂离子电池材料及基础13:30-13:50正极材料技术革新升级动力和储能锂离子电池黄学杰中国科学院物理研究所13:50-14:10锂离子电池界面溶剂化结构调控艾新平武汉大学14:10-14:30高容量富锂锰基正极材料的研究进展与挑战刘兆平中国科学院宁波材料技术与工程研究所14:30-14:50高能量密度锂离子电池正极材料及其应用研究王振波哈尔滨工业大学，俄罗斯工程院外籍院士14:50-15:10废旧锂电正极材料修复再生与回收再利用戴长松哈尔滨工业大学15:10-15:30茶歇15:30-15:50聚阴离子正极材料的产业现状与研究进展胡国荣中南大学15:50-16:10锂电池硅负极预锂化与基于SEI新机制的界面调控方法郑洪河苏州大学16:10-16:30超高镍氧化物正极材料的结构调控高学平南开大学16:30-16:50水系锌电池正负极界面协同调控研究赵金保厦门大学16:50-17:10电解液调控转换反应锂电池正极材料研究王丽平电子科技大学17:10-17:30电纺陶瓷纤维在锂电池中的应用景茂祥江苏大学18：00-20：00晚宴8月3日下午 分会场二锂金属及固态电池13:30-13:50全固态电池固-固界面的改性及其表征杨勇厦门大学13:50-14:10氧化物固体电解质与固态电池研究进展郭向欣青岛大学14:10-14:30NASICON结构固态电解质研究进展汤卫平上海交通大学14:30-14:50硫化物全固态电池姚霞银中国科学院宁波材料技术与工程研究所14:50-15:10待定待定待定15:10-15:30茶歇15:30-15:50高镍三元固态锂离子电池的构建与电化学性能调控张卫新合肥工业大学15:50-16:10反应性聚合物人工固态电解质界面的设计与调控旷桂超中南大学16:10-16:30高比能固态电池技术研究李杨中国电子科技集团公司第十八研究所16:30-16:50电动飞行器用高比能锂金属二次电池技术探索与实践赵子寿中电科蓝天科技股份有限公司16:50-17:10电化学纳米反应器设计及其锂硫电池应用研究刘全兵广东工业大学17:10-17:30高性能锂原电池研究及工程化王九洲中国电子科技集团公司第十八研究所18：00-20：00晚宴8月3日下午 分会场三先进发电及新型储能13:30-13:50液流电池储能技术、产业化现状及展望张华民中国科学院大连化学物理研究所13:50-14:10电化学能源转化与储能的离子传导膜研究王保国清华大学14:10-14:30半开放锂浆储能专用电池技术进展陈永翀清华四川能源互联网研究院14:30-14:50水系铁镍电池氢电双储能技术探讨与应用宋二虎河南创力新能源科技股份有限公司14:50-15:10功能化水系电解液设计和储能机制研究姜珩吉林大学15:10-15:30茶歇15:30-15:50燃料电池技术硬核及政策市场双轮驱动齐志刚北京新研创新科技有限公司15:50-16:10甲醇燃料电池优化及发展孟海军信支网络信息研究所16:10-16:30高温可逆燃料电池技术进展及应用前景韩敏芳清华大学16:30-16:50阴极闭式空冷燃料电池技术及其应用王涛上海空间电源研究所航天氢能(科技)上海有限公司16:50-17:10电解制氢研究与实践俞红梅中国科学院大连化学物理研究所17:10-17:30基于酞菁配合全共轭COF氧反应双功能催化剂的制备及性能研究李忠芳山东理工大学18：00-20：00晚宴8月4日上午 分会场四锂离子电池及系统8:30-8:50进一步理解锂离子电池的机理何向明清华大学8:50-9:10新能源汽车锂电池本质安全设计及产品迭代应用种晋宁德时代新能源科技股份有限公司9:10-9:30智能电池：让电池更加透明、灵活、聪慧王文伟北京理工大学9:30-9:50基于EIS的电池健康状态监测技术研究丁飞河北工业大学9:50-10:10茶歇10:10-10:30新能源汽车动力电池热管理系统结构设计与性能优化研究栗欢欢江苏大学10:30-10:50分子自组装调控高比能电池界面化学沈炎宾中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所10:50-11:10宽温域高安全锂电池技术进展刘恋中电科蓝天科技股份有限公司11:10-11:30电池组安全性管理及主动均衡技术研究李琨天津理工大学集成电路科学与工程学院12:00-13:30自助午餐8月4日上午 分会场五钠离子电池及材料8:30-8:50复合磷酸铁钠钠离子电池材料与技术夏永姚复旦大学、上海璞钠能源科技有限公司8:50-9:10待定涂健湖南立方新能源科技有限责任公司9:10-9:30储能用聚阴离子钠离子电池研究曹余良武汉大学、深圳珈钠能源科技有限公司9:30-9:50层状氧化物正极材料的储钠性能研究章根强中国科学技术大学9:50-10:10茶歇10:10-10:30高安全性钠离子正极材料和电芯研究进展徐国平天津中电科新能源研究院有限公司10:30-10:50固态钠电助力双碳目标周震郑州大学10:50-11:10安全高能电池关键材料设计合成及应用研究严振华南开大学11:10-11:30高能量密度钠离子电芯开发戚兴国中科海纳科技有限责任公司12:00-13:30自助午餐8月4日上午 分会场六先进发电及新型储能8:30-8:50太阳能电池多尺度多物理场仿真李微天津理工大学8:50-9:10空间用钙钛矿基叠层太阳电池张超中国电子科技集团公司第十八研究所9:10-9:30临近空间太阳能飞行器能源系统的智能管控左志强天津大学9:30-9:50核电源技术现状及未来发展规划吕冬翔中国电子科技集团公司第十八研究所9:50-10:10茶歇10:10-10:30高功率、长寿命磷酸铁锂电池的设计与工程化阮殿波宁波大学，俄罗斯工程院、俄罗斯自然科学院两院外籍院士10:30-10:50基于多电子机制构建高性能新体系电池黄永鑫北京理工大学10:50-11:10超级电容器的研究进展与应用曹高萍解放军防化研究院11:10-11:30超级电容器在功率电能源中的应用及技术进展时志强天津工业大学12:00-13:30自助午餐2024年8月2日下午报道；2024年8月3日上午大会报告，3日下午、4日上午分会场报告；4日下午返程会议注册费：7月15日前交费：2000元/人，学生代表1500元/人；7月15日后及现场交费：2500元/人，学生代表2200元/人。报名二维码：汇款信息：单位名称：中国化学与物理电源行业协会开户行：中国银行天津中北支行账号：277870507087汇款请备注会议名称联系方式：魏晖浩：13552834693(微信同号)；weihh@instrument.com.cn 预定酒店：天津社会山酒店，电话：+86-022-58038666扫描二维码预定酒店酒店路线：天津南站：1）直线距离600米，步行10分钟可到达酒店；公交车312路、707路→社会山中心下车（一站地）→步行5分钟抵达酒店；天津站（东站）：站内乘坐地铁3号线→南站方向→南站终点站下车；天津西站：站内乘坐地铁6号线 →红旗南路→地铁3号线→南站方向→南站终点站下车；天津滨海国际机场：站内乘坐地铁2号线→曹庄方向→天津站换乘地铁3号线→南站方向→南站终点站下车；

p 　　要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 /p p strong 1.电化学型气体传感器的结构 /strong /p p 　　电化学式气体传感器，主要利用两个电极间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质，而液体电解质有分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量；电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。 /p p 　　电化学传感器有两电极和三电极结构，主要区别在于有无参比电极。两电极CO传感器没有参比电极，结构简单，易于设计和制造，成本较低适用于低浓度CO的检测和报警；三电极CO传感器引入参比电极，使传感器具有较大的量程和良好的精度，但参比电极的引入增加了制造工序和材料成本，所以三电极CO传感器的价格高于两电极CO传感器，主要用于工业领域。两电极电化学CO传感器主要由电极、电解液、电解液的保持材料、出去干涉气体的过滤材料、管脚等零部件组成。 /p p strong 2.电传感器工作原理 /strong /p p 　　电化学气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理一般分为：a.在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出；b.将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用与离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出；c.将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出；d.不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。 /p p strong 表1 各种电化学式气体传感器的比较 /strong /p table cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" border=" 1" tbody tr class=" firstRow" td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 种类 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 现象 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 传感器材料 /span /strong /p /td td style=" border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 特点 /span /strong /p /td /tr tr td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 恒电位电解式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电解电流 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 气体扩散电极，电解质水溶液 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 通过改变气体电极，电解质水溶液，电极电位等可测量CO、H sub 2 /sub S、HO sub 2 /sub 、SO sub 2 /sub 、HCl等 /span /p /td /tr tr td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 离子电极式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电极电位变化 /span /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 离子选择电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜 /span /p /td td style=" border: medium none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 选择性好，可测量NH sub 3 /sub 、HCN、H sub 2 /sub S、SO sub 2 /sub 、CO sub 2 /sub 等气体 /span /p /td /tr tr td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电量式 /span /strong /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 电解电流 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 贵金属正负电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜 /span /p /td td style=" border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 选择性好，可测量Cl sub 2 /sub 、NH sub 3 /sub 、H sub 2 /sub S等 /span /p /td /tr tr td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" strong span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 固体电解质式 /span /strong /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 测定电解质浓度差产生的电势 /span /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 固体电解质 /span /p /td td style=" border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width=" 142" valign=" top" p style=" text-align:left" span style=" font-family:& #39 微软雅黑& #39 ,& #39 sans-serif& #39 color:#365F91" 适合低浓度测量，需要基准气体，耗电，可测量CO sub 2 /sub sub 、 /sub NO sub 2 /sub 、H sub 2 /sub S等 /span /p /td /tr /tbody /table p 表1汇集了各类电化学气体传感器的种类、检测原理所用材料与特点。 /p p 2.1 恒电位电解式气体传感器 /p p 　　恒电位电解式气体传感器的原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。对于特定气体来说，设定电位由其固有的氧化还原电位决定，但又随电解时作用电极的材质、电解质的种类不同而变化。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示： /p p 　　　　I=(nfADC)/ σ /p p 　　式中：I-电解电流；n-1mol气体产生的电子数；f-法拉第常数；A-气体扩散面积；D-扩散系数；C-电解质溶液中电解的气体浓度；σ-扩散层的厚度。 /p p 　　在统一传感器中，n、f、A、D及σ是一定的，电解电流与气体浓度成正比。 /p p 　　自20世纪50年代出现CIDK电极以来，控制电位电化学气体传感器在结构、性能和用途等方面都得到了很大的发展。20世纪70年代初，市场上就有了31检测器。有先后出现了CO、N sub x /sub O sub Y /sub （氮氧化物）、H sub 2 /sub S检测仪器等产品。这些气体传感器灵敏度是不同的，一般是H sub 2 /sub S& gt NO& gt NO sub b /sub & gt Sq& gt CO，响应时间一般为几秒至几十秒，大多数小于1min；他们的寿命相差很大，短的只有半年，有的CO监测仪实际寿命已近10年。影响这类传感器寿命的主要因素为：电极受淹、电解质干枯、电极催化剂晶体长大、催化剂中毒和传感器使用方法等。 /p p 　　以CO气体监测为例来说明这种传感器隔膜工作电极对比电极的结构和工作原理。在容器内的相对两壁，安置作用电极h’和对比电极，其内充满电解质溶液构成一密封结构。瓦在化田由极3g对冲由极AnljI进行恒定电位差而构成恒压电路。此时，作用电极和对比电极之间的电流是I，恒电位电解式气体传感器的基本构造根据此电流值就可知CO气体的浓度。这种方式的传感器可用于检测各种可燃性气体和毒气，如H sub 2 /sub S、NO、NO sub b /sub 、Sq、HCl、Cl sub 2 /sub 、PH sub 3 /sub 等，还能检测血液中的氧浓度。 /p p 2.2离子电极式气体传感器 /p p 　　离子电极式气体传感器的工作原理是：气态物质溶解于电解质溶液并离解，离解生成的离子作用于离子电极产生电动势，将此电动势取出以代表气体浓度。这种方式的传感器是有作用电极、对比电极、内部溶液和隔膜等构成的。 /p p 　　现以检测NH sub 3 /sub 传感器为例说明这种气体传感器的工作原理。作用电极是可测定pH的玻璃电极，参比电极是A8从姐电极，内部溶液是NIkCE溶液。NEACt离解，产生铵离子NH sub 4 /sub sup + /sup ，同时水也微弱离解，生成氢离子H sup + /sup ，而NH4 sup + /sup 与H sup + /sup 保持平衡。将传感器侵入NH sub 3 /sub 中，NH sub 3 /sub 将通过隔膜向内部渗透，NH sub 3 /sub 增加，而H sup + /sup 减少，即pH 增加。通过玻璃电极检测此PH的变化，就能知道NH sub 3 /sub 浓度。除NH sub 3 /sub 外，这种传感器海能检测HCN（氰化氢）、H sub 2 /sub S、Sq、C0 sub 2 /sub 等气体。 /p p 　　离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的有点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 /p p 2.3电量式气体传感器 /p p 　　电量式气体传感器的原理是：被测气体与电解质溶液反应生成电解电流，将此电流作为传感器输出，来检测气体浓度，其作用电极、对比电极都是Pt电极。 /p p 　　现以检测C12为例来说明这种传感器的工作原理。将溴化物MBr（M是一价金属）水溶液介于两个铂电极之间，其离解成比，同时水也离解成H sup + /sup ，在两铂电极间加上适当电压，电流开始流动，后因H sup + /sup 反应产生了H sub 2 /sub ，电极间发生极化，发生反应，其结果，电极部分的H sub 2 /sub 被极化解除，从而产生电流。该电流与H sub 2 /sub 浓度成正比，所以检测该电流就能检测Cl sub 2 /sub 浓度。除Cl sub 2 /sub 外，这种方式的传感器还可以检测NH sub 2 /sub 、H sub 2 /sub S等气体。 /p p strong 3.传感器的检测 /strong /p p 　　电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。可控电解式传感器是通过检测电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO、NO、NO sub 2 /sub 、O sub 2 /sub 、SO sub 2 /sub 等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数。电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。 /p p 　　综上所述，不同种类的气体传感器适用于不同气体检测与控制的需求，随着现代工业的发展，尤其是绿色环保理念的不断加强，气体传感器技术的开发应用必将具有非常广阔的发展前景。两电极电化学CO传感器，是近年来研究的热点，属于国际上先进的传感器技术，通过实验研究，在电极、过滤层、电解质等材料选择和结构的设计中，攻克了影响传感器寿命的诸多技术难题，研制成功了具有实用意义的新型CO传感器，它必将在CO气体检测领域发挥积极的作用。 /p

随着水质分析技术的不断发展与更新，电化学溶氧测量技术已成为目前应用最为广泛的溶氧测量技术，此项技术是由Dr. Leland Clark于1956年最先发明。电化学分为原电池法和极谱法。其中，极谱法应用最广。电化学（极谱法）溶氧分析仪基于传感器的结构又可以分为扩散型和平衡型两种，相对而言，扩散型的电化学溶氧传感器应用更为普及。 电化学（极谱法）溶氧传感器结构如下图所示。 图1：极谱法测定原理图该传感器由阴极、阳极、电解液以及半透膜等主要部件构成，在直流极化电压作用下，溶解在水中的氧气穿过半透膜到达阴极发生还原反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 同时阳极发生氧化反应: 4Ag + 4Cl- = 4AgCl + 4e- 原电池法溶解氧测定原理同样是电化学方法，但是它少了极化电压，而是自发进行的反应。传感器由阴阳极、电解液以及半透膜构成。当溶解在水中的氧分子穿过氧半透膜达到阴极发生还原反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 而阳极发生氧化反应：2Zn = 2Zn2+ + 42e- 图2：原电池法测定原理图 当反应达到平衡稳定的条件下，该电化学反应形成的电流和氧气的分压（浓度）呈一定关系：I=n ? F ? A ? D ? S ? pO2 / d I: 传感器电流 [nA] n: 电子迁移的数量 (n = 4) F: 法拉第常数 (F = 96485 C/mol) A: 阴极表面积大小 [cm2] D: 氧分子在膜上的扩散系数 [cm2/s] S: 膜的氧溶解度 [mol/(cm3*bar)] pO2: 氧气分压 [bar] d: 膜厚度 [cm]因此，根据上述电化学过程产生的电流强度就可以计算出水中的溶解氧分压，然后再根据亨利定律就可得出水中的溶解氧浓度。和其他溶解氧测量技术相比较，极谱法溶氧测量技术具备应用量程广，精度高（特别在ppb痕量级溶氧测量应用场合），技术成熟等特点，目前在水处理工业各种溶氧测量场合应用最为普及和广泛。而原电池法少了极化预热的过程，使用则要方便些。 光学法测量溶解氧基于荧光淬灭的原理：传感器中的蓝色LED光源发出一束蓝色光，照射在荧光物质上，该涂层的荧光物质随即被这束蓝光激发，此激发态并不稳定，遇到氧以后会迅速释放出红色的光线并回复至原始状态。此红光和先前LED发射的蓝光存在一个时间滞后，光电检测器可以监测到蓝光和红光之间的这个相位滞后，即测量荧光物质从被蓝光激发到发射红光后恢复原态的时间，根据这个来计算水中溶解氧的含量。该相位滞后与发光体附近的溶解氧浓度成反比。当氧气与荧光物质接触后，则其产生的红色光的强度会降低，同时其产生红光的时间也会缩短，水样中溶解的氧气的浓度越高，则传感器产生的红光的强度就会越低。 图3：荧光法测定原理图*荧光淬灭法测量溶氧技术具有测量便捷、稳定性高、维护量低等优点。除较高浓度的二氧化氯外，光学法测溶解氧不易受到其它干扰物质的影响。 奥豪斯作为一家百年的天平和衡器研发制造公司，仪器产品具有悠久的历史，我们同样以高质量的水质分析实验设备服务于客户。目前，奥豪斯的溶解氧测定仪涵盖光学、极谱和原电池法三种原理，产品线能够满足不同应用领域和客户群的需求。其中，ST20D是基于极谱法的溶解氧测定仪，ST300D是原电池法的溶解氧测定仪，而ST400D是基于光学法的溶解氧测定仪。未来我们公司将对更高精度、测量要求更高的领域开发仪表。

传统锂电池内的气体释放通常是由高度电解的阴极分解和SEI的形成和分解引起，对电池安全构成极大威胁，会导致电池膨胀、变形、热失控等安全危害。由于固态电池采用固态电解质取代了传统的液态电解质，在消除传统锂电池的安全焦虑方面，人们对固体电池有很高的期望。 那么是不是固态锂电池就不会有内部产气和压力升高的顾虑了呢？ 德国卡尔斯鲁厄理工学院的Timo Bartsch等人研究了一种基于β-Li3PS4固体电解质和富镍层状氧化物阴极的典型全固态电池的产气行为。研究显示，在45°C时，Li/Li+在4.5 V以上电位时检测到明显的氧气和二氧化碳产气。 中科院物理所聂凯会等人对PEO基固态电池体系，结合实验和计算系统地研究了其在高电压状态下的产气行为，发现了尽管PEO基聚合物电解质的电化学窗口只有3.8V，但是单纯PEO电解质直到负载电压达到4.5V时才开始出现明显的产气分解的行为。 以上研究说明固态电池同样存在电池内部产气并产生内部压力的问题， 因此对固态电池的产气行为和内压研究同样重要。 电弛的解决方案2023年，武汉电弛新能源有限公司研发团队经过技术攻关，成功推出了DC IPT原位气体内压测定仪，为锂电池测试提供了全新的解决方案。该产品方案得到了行业内先进企业的认可，其具有以下优点： （1）直接穿刺，精准测量大道至简，摒弃“间接法”测量方式，采用类似于外科穿刺方式，直接对锂电池内部气体及压力进行取样和测量。通过锂电池穿刺取样这种直接测量方法，可以快速获取真实、准确的数据，从而极大地提升检测质量效率。这种直接测量方法的实现原理是，利用专门设计的密封穿刺装置在电池表面制造一个局部密封的小孔，然后将电池内部气体导出到测量探头，直接测量电池内部的压力或进行进一步的气体成分分析。这种测量方式不仅可以避免系统漏气而产生的误差，还可以实现对不同类型锂电池（如软包电池、方形电池、圆柱电池等）的快速取样。 （2）气体采样，兼容并包“间接法”测量的另一大弊端在于其兼容性。由于这种方法只能针对特定类型的锂电池进行测量，这无疑增加了测试成本和时间。为了解决这一问题，我们开发了一种全新的锂电池气体采样接口，该接口具有广泛的兼容性，可以同时测量不同类型的锂电池，包括软包电池、方形电池和圆柱电池等。这一创新性接口的设计与开发基于我们对电池内部气压监测的深入理解和多年的专业经验。通过这种新型气体采样接口，我们可以快速、准确地获取各种类型锂电池的气体内压数据，从而更好地评估其安全性能。这种兼容并包的测量方式不仅提高了测试效率，也降低了测试成本和风险。①　兼容性强：DC IPT创新性地引入了“锂电池气体采样接口（GSP）”这一技术，类似于广泛使用的Type-C接口，实现了不同品牌和类型电池测试的兼容性和互换性。DC IPT锂电池气体采样接口（GSP）打破了传统测量方法的局限性和弊端，可同时进行软包电池、方形电池、圆柱电池的测试，无需因不同类型的电池更换不同的测量设备或方法。②　高效便捷：用户无需在不同的测量设备之间切换或等待适配，提高了测试效率，降低了时间和人力成本。③　数据准确：采用先进的测量技术和算法分析，确保数据的准确性和可靠性。④　高重复性：由于采用了标准化的接口设计和测量流程，保证了测量结果的可重复性和一致性，有利于结果的比较和分析。 （3）网络接口，云端数据数据也是生产力，高效率的信息传递可以提升企业测试效率，对每块电池的质量状态做出快速预判。为了满足这一需求，DC IPT预设网络接口，实现了数据联云上网，以及与其他测试设备或系统进行数据交互和共享。这使得企业可以构建一个完整的电池测试和管理系统，实现对电池测试数据的全面管理和分析。用户可以跨平台（PC 、手机、Pad等）访问每块电池的气体内压测试数据，掌握质量情况。 （4）多通道定制，高通量测试在电池测试中，通道数量是衡量设备测试能力的重要指标之一。单台设备的通道数量越高，可承载的测试容量就越大，高通道带来的经济优势，不言而喻。DC IPT标准款为8通道设计，可以大大提高测试效率，降低测试时间和成本。也可以根据客户需求，定制设计更多通道提高测试通量，使得设备可以适应多种测试场景和需求，具有更强的灵活性和可扩展性。无论是大型企业还是研究机构，都可以根据自身的测试需求和规模，选择适合的通道数量和配置。此外，DC IPT的多通道设计还具有优秀的稳定性和可靠性。每个通道都采用了独立的测量电路，确保了测试的准确性和一致性。 参考文献Increasing Poly(ethylene oxide) Stability to 4.5V by Surface Coating of the Cathode. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02739Gas Evolution in All-Solid-State Battery Cells. DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01457

p 　　近日，工业和信息化部公开征集对《高温锂原电池(组)》等 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 377 /span 项行业标准和 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 52 /span 项国家标准计划项目的意见，并将其予以公示。 /p p 　　其中涉及电池行业的标准计划项目有20项，其中化工行业4项、有色行业1项、轻工行业9项、电子行业6项 strong 与锂电池相关的标准计划项目共计 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 7 /span 项。 /strong /p p 　　摘录本次公开征集的标准制修订计划项目中涉及电池行业的部分内容如下： /p p style=" text-align: center " strong 表1 2018与电池行业相关标准项目计划表 /strong br/ /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" thead tr style=" height:16px" class=" firstRow" td style=" border-width: 1px border-style: solid border-color: windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 序号 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 申报号 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 项目名称 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 性质 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 制修 /span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " br/ & nbsp & nbsp /span span style=" font-size:10px font-family:宋体" 订 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 代替标准 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 完成 /span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " br/ & nbsp & nbsp /span span style=" font-size:10px font-family:宋体" 年限 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 部内主管司局 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 技术委员会或 /span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " br/ & nbsp & nbsp /span span style=" font-size:10px font-family:宋体" 技术归口单位 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 主要起草单位 /span /p /td td style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 备注 /span /p /td /tr tr style=" height:16px" td colspan=" 11" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" line-height: 16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 化工行业 /span /p /td /tr tr style=" height:16px" td style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center" span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 23 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " HGCPXT1876-2018 /span /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 电池用磷酸铁 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 推荐 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 修订 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " HG/T 4701-2014 /span /p /td td style=" 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font-size:10px font-family:宋体" 轻工业化学电源研究所、国家化学电源产品质量监督检验中心、宁波光华电池有限公司、中银宁波电池有限公司、浙江野马电池有限公司、福建南平南孚电池有限公司等 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 一般 /span /p /td /tr tr style=" height:16px" td style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center" span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 305 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 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style=" font-size:10px font-family:宋体" 合肥国轩高科动力能源有限公司、中国电子技术标准化研究院、宁德时代新能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、珠海光宇电池有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司等 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 一般 /span /p /td /tr tr style=" height:16px" td style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center" span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 330 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " SJCPZT2190-2018 /span /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 锂离子电池用辊压机 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 推荐 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 制定 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" br/ /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " 2020 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 电子信息司 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 工业和信息化部电子工业标准化研究院 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 深圳市赢合科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、广东茜恩自动化设备有限公司、深圳吉阳智能科技有限公司、福建星云电子股份有限公司、东莞新能源科技有限公司、深圳市比亚迪锂电池有限公司等 /span /p /td td style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " height=" 16" p style=" text-align:center line-height:16px" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 一般 /span /p /td /tr /thead /table p 　　对拟立项标准项目有不同意见，可在公示期填写《标准立项反馈意见表》并反馈至工信部科技司，邮箱地址：KJBZ@miit.gov.cn或cuiwh@miit.gov.cn(邮件主题注明：标准立项公示反馈)。 /p p 　　此外，工信部还批准公布了《锂离子电池用电解液》等183项行业标准，其中 strong 与锂电池相关的行业标准有 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 3 /span 项 /strong ，标准条目摘录见下表： /p p style=" text-align: center " strong 表2 涉及电池行业标准编号、名称、主要内容等一览表 br/ /strong /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr class=" firstRow" td width=" 36" style=" border-width: 1px border-style: solid border-color: windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-size:10px font-family:宋体" 序号 /span /p /td td width=" 94" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 标准编号 /span /p /td td width=" 104" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 标准名称 /span /p /td td width=" 273" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 标准主要内容 /span /p /td td width=" 61" style=" border-top: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: none padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 实施日期 /span /p /td /tr tr td width=" 568" colspan=" 5" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 汽车行业 /span /p /td /tr tr td width=" 36" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 102 /span /p /td td width=" 94" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" QC/T 1094-2018 /span /p /td td width=" 104" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 摩托车起动用锂离子电池通用技术条件 /span /p /td td width=" 273" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" & nbsp & nbsp & nbsp /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 本标准规定了摩托车起动用的锂离子电池的要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。 /span /p p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" & nbsp & nbsp & nbsp /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 本标准适用于摩托车的起动用的锂离子电池。 /span /p /td td width=" 61" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 2019-01-01 /span /p /td /tr tr td width=" 568" colspan=" 5" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 电子行业 /span /p /td /tr tr td width=" 36" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 182 /span /p /td td width=" 94" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" SJ/T 11723-2018 /span /p /td td width=" 104" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 锂离子电池用电解液 /span /p /td td width=" 273" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 标准主要内容包括锂离子电池用电解液的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。其中，技术指标包括色度、密度（ /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 25 /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" ℃）、游离酸、电导率（ /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 25 /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" ℃）、水分、金属杂质含量、硫酸根离子和氯离子含量等。 /span /p /td td width=" 61" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 2018-10-01 /span /p /td /tr tr td width=" 36" style=" border-right: 1px solid windowtext border-bottom: 1px solid windowtext border-left: 1px solid windowtext border-top: none padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 183 /span /p /td td width=" 94" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" SJ/T 11724-2018 /span /p /td td width=" 104" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 锂原电池用电解液 /span /p /td td width=" 273" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 标准主要内容包括锂原电池（锂 /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" - /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 二氧化锰、锂 /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" - /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 二硫化亚铁、锂 /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" - /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" 氟化碳聚合物体系）用电解液的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、储存。其中，技术指标包括色度、水分、密度（ /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 20 /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" ℃）、电导率（ /span span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 20 /span span style=" font-size: 10px font-family: 宋体" ℃）、金属杂质含量、硫酸根离子和氯离子含量等。 /span /p /td td width=" 61" style=" border-top: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext border-right: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p span style=" font-size: 10px font-family: & #39 Times New Roman& #39 , serif" 2018-10-01 /span /p /td /tr /tbody /table p strong /strong br/ 附件：工业和信息化部2018年第三季度行业标准制修订计划（征求意见稿） br/ /p p style=" line-height: 16px " img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201809/attachment/ad3a0e2e-839e-4114-a216-f87051167559.docx" title=" 6326516.docx" 6326516.docx /a /p p br/ /p

固态电池是一种使用固态电解质替代传统液态电解质的电池，其电解质可以是聚合物、氧化物、硫化物等多种材料。固态电池的结构主要包括正极、负极、电解质和隔膜四部分。与液态电池相比，固态电池具有更高的安全性、更大的能量密度和更长的寿命。来源：《中国固态电池行业研究报告》，前瞻产业研究院固态电池的工作原理与液态电池类似，都是通过正负极之间的离子传递来实现电荷的存储与释放。在充电过程中，正极释放电子，负极吸收电子，同时离子从正极向负极移动，嵌入负极材料中；在放电过程中，电子从负极流向正极，离子从负极向正极移动，释放出储存的能量。工作原理上，固态锂电池和传统的锂电池并无区别。两者最主要的区别在于固态电池电解质为固态，相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。而随着正极材料的持续升级，固态电解质能够做出较好的适配，有利于提升电池系统的能量密度。另外，固态电解质的绝缘性使得其良好地将电池正极与负极阻隔，避免正负极接触产生短路的同时能充当隔膜的功能。固态电池的优势安全性：固态电池采用固态电解质，可以有效防止电池内部短路和漏液，降低热失控风险。同时，固态电解质的化学稳定性较好，不易燃烧，因此在高温、撞击等极端条件下，固态电池的安全性明显优于液态电池。能量密度：固态电池具有较高的能量密度，一方面是因为固态电解质可以承受更高的电化学窗口，使得电池可以使用更高电压的正极材料；另一方面，固态电池可以采用更薄、更轻的隔膜和集流体，减轻电池重量，提高能量密度。寿命：固态电池的寿命较长，一方面是因为固态电解质可以有效抑制电池内部副反应，降低自放电速率；另一方面，固态电池的充放电循环稳定性较好，可以承受更多的充放电次数。来源：《全固态电池技术的研究现状与展望》，许晓雄固态电池的挑战1、固态电解质材料研究目前，固态电解质材料的研究尚不充分，需要进一步优化和筛选具有良好离子导电性、机械强度和化学稳定性的材料。此外，固态电解质与电极材料的界面问题也需要解决，以提高电池的性能。2、制造成本固态电池的制造成本较高，主要原因是固态电解质和电极材料的制备工艺复杂，且生产规模较小。此外，固态电池的生产设备和技术也与传统液态电池有所不同，需要投入大量资金进行研发和产业化。3、充放电速率固态电池的充放电速率相对较慢，主要受限于固态电解质的离子导电性。提高充放电速率需要进一步优化固态电解质材料，以及开发新型电极材料和结构。固态电池的国际竞争势态美国在固态电池领域具有较强的研发实力，拥有多家知名企业和研究机构，如QuantumScape、Solid Power、Ionic Materials等。美国政府也高度重视固态电池技术，将其列为国家战略项目，投入大量资金支持相关研究。欧洲在固态电池领域同样具有较强的竞争力，拥有多家知名企业和研究机构，如德国的Varta、比利时的Solvay等。欧洲联盟也推出了“欧洲电池联盟”计划，旨在推动固态电池技术的发展和产业化。日本在固态电池领域具有领先地位，拥有全球最大的固态电池制造商丰田和全球领先的电池材料供应商村田制作所。日本政府和企业对固态电池技术的研究投入巨大，力求保持在该领域的竞争优势。韩国在固态电池领域同样具有较强实力，拥有全球领先的电池制造商LG化学和三星SDI。韩国政府和企业也在积极推动固态电池技术的发展，以应对全球动力电池市场的竞争。固态电池的发展对于我国新能源汽车产业具有十分重要意义。通过加强固态电池的研发和应用，不仅可以提升我国新能源汽车的核心竞争力，还可以推动我国在全球动力电池市场中的地位提升。因此，我国应加大对固态电池技术的研发力度，加强与国际先进企业的合作与交流，共同推动固态电池技术的快速发展。固态电池的主要研究课题尽管固态电池有着巨大的潜力和商业价值，但目前仍存在很多技术难点需要研究和攻克。尤其是固态电解质离子传输动力学、固/固界面物理和化学接触问题。这其中，对于固态电池的电解质/电极材料的电导率、内部产气/压力、膨胀行为的评估依然是对电池材料、电池性能、生产工艺等的重要研究手段。电弛的解决方案固态电池中的固体电解质和电极界面并不是完全稳定，仍会存在一定程度的副反应。因此，对于固态电池产气、内部压力、膨胀行为等的研究依然受到高度关注。武汉电弛新能源有限公司自主研发的原位产气量测试系统，原位气体内压测试系统、原位电池膨胀力测试系统，可对多种电池种类和电池形态的电池进行产气量、内压、膨胀行为的测试，包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池，以及单层极片、模型扣式电池、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。系统高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块，并提供企业级系统组网功能。同时，可为不同形态电池提供定制化夹具，开展不同测试模式的研究。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。

2020年3月，某新能源汽车公司一则动力电池“针刺试验”视频将锂电池的安全问题推向了风口浪尖。视频中对比了三种动力电池——三元锂电池、磷酸铁锂块状电池与刀片电池，在针刺之后，电池发生短路，三元锂电池出现明火燃烧，磷酸铁锂块状电池虽无明火，但有出现冒烟，刀片电池则无火无烟。日常生活中，锂电池在不规范使用过程中仍有可能发生短路现象，比如高功率快速充电引起自燃。 锂离子电池在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌，如果充电功率过高锂离子快速脱出并“游向”负极，锂离子可能会在表面析出形成锂枝晶，如果锂枝晶不断生长，就会从负极刺穿到隔膜，造成电池短路自燃。岛津通过最新的Axis Supra+光电子能谱仪分析了造成短路的“罪魁祸首”锂枝晶的内部成分及形貌像，我们一起来看一下！图1. Axis Supra+光电子能谱仪图2. 锂离子电池结构图 X射线光电子能谱（XPS）技术现在已经成为科研分析中的日常表征手段，通过XPS结合岛津Minibeam 6型团簇离子枪可以给出材料表面元素、价态及其随深度的变化情况，离子枪加速电压可以达到20kV，相比于10kV的加速电压，离子溅射速率提升了约20倍，使其不仅可对较软的有机材料进行刻蚀，也可对无机材料进行刻蚀，如图3是Minibeam 6型团簇枪的结构图。Axis Supra+配备了独有的“半球型分析器(HSA) +球镜型分析器(SMA)”双层分析器设置，通过独立的球镜型分析器（见图4）可以对材料表面元素进行快速的化学态成像，两种技术强强联手，对锂离子电池的电极进行了表征。图3. Minibeam 6型团簇离子枪图4. 镜像分析器原理 首先通过XPS全谱分析了电极表面的主要元素，主要存在Mg、Li、Cu、O、C及少量的F、Na、Cl、S，全谱图如图5所示，之后对材料表面进行团簇刻蚀分析。刻蚀电压选择为20kV，Ar团簇数为500，此模式下刻蚀能量大，团簇数小，可以对无机材料进行快速的刻蚀，团簇刻蚀均分到每个Ar原子的能量只有40eV，因此对材料的化学态影响较小。图6是团簇刻蚀得到的元素深度分布曲线，从图中可看出，在刻蚀到2500s时，Cu元素为主要存在元素，说明已基本刻蚀到电极表面。Li、O、Cl元素靠近样品表面，Mg元素在表面与体相的分布则比较均衡。 图5. 电极表面XPS全谱图6. 电极表面的深度剖析图 深度剖析给出了材料元素的纵向分布情况，XPS成像则可以给出表面元素的横向分布情况。如图7是材料表面元素的叠加XPS成像，红色为Cl元素，蓝色为Mg元素，可以看出表面呈枝晶状分布的Cl元素，充电时Li元素与其共同沉积在电极表面形成了枝晶，Mg则属于电极表面的元素。为了对枝晶的物种成分进行分析，对枝晶区域采集了小面积的XPS精细谱，如图8所示，高氯酸盐的存在形式表明枝晶物种成分主要为高氯酸锂。 图7. 电极表面XPS成像(红色为Cl，蓝色为Mg)图8. Cl元素的XPS精细谱结 论安全无小事，跟人们生活密切相关的电池安全更是如此，随着锂电池研究的深入，锂电池部件表界面的状态扮演着越来越重要的角色，比如锂的嵌入与脱出、SEI膜的形成机理与作用、隔膜的表面修饰等等，XPS作为表面分析中重要的研究手段，正在成为锂离子电池研究开发的利器！本例中通过Axis Supra+型光电子能谱仪对锂离子电池电极进行了分析，结合团簇剖析与XPS成像分别给出了材料表面元素纵向与横向的分布情况，对电极表面及枝晶的“化学形貌像”进行了生动的呈现！ 撰稿人：王文昌

电池行业的生产规模越来越大，新技术、新产品层出不穷，对电池的质量和性能要求越来越高，电池的生产过程控制和质量控制变得越来越重要。为了更合理地选择仪器，更好地应用现有的仪器，更准、更快、更方便地获得产品测试结果，以满足日益提高的产品研发和质量控制的需求，与一个在实验室仪器方面有丰富经验和能力的伙伴合作是非常重要的。 　　我们诚挚地邀请您参加2008年5月22日在深圳举办的梅特勒托利多电池行业研讨会。 　　作为全球知名的称量及实验室分析仪器制造商，梅特勒托利多拥有丰富的电池行业专业知识，对电池行业有着准确的理解，可为企业提供最优化的实验室解决方案。梅特勒托利多公司的许多产品都适合于对质量控制要求越来越严格的电池行业，满足电池行业用户日益增长的需求。 会议主要内容： &bull 天平前沿技术介绍 &bull 最新天平解决方案和电池行业的应用案例 &bull 全自动电位滴定仪及其在电池行业的应用 &bull 卡尔费休水分仪及其在电池行业的应用 &bull pH/电导率仪原理与应用 &bull 全自动数字式密度仪、折光率仪介绍 &bull 热分析技术原理及应用 欢迎电池行业的生产管理、质量控制、研究开发的专业人士莅临指导。 下载： 2008年5月(深圳)电池行业研讨会 邀请函 (pdf)

大型动力电池的电化学测量方法技术讲座--EIS（电化学交流阻抗测试）应用-- 电化学交流阻抗测试(EIS)、是把电池内部的化学反应置换为电气特性的等效电路，进行详细解析的唯一方法。在很早以前，此方法就应用于基础电化学、金属腐蚀、蓄电池、燃料电池等的测试。 其具有通过扫频的方式可以分离时间常数的特点，如果应用于电池测试，可以在不破坏复杂的电池内部状态的情况下，对电池进行解析，这是在充放电测试中无法达到的。在高性能电池研发技术处于领先地位的日本，EIS测试在电动汽车用大型电池的评价测试领域也已经广泛普及。而在目前的中国大部分企业偏重于实际生产，忽略了基础研发，基本上没有进行大型电池的EIS测试。 本次讲座，以已经进行着大型电池的研发或者将来有意进行大型电池研发的技术人员为对象，结合我公司测试设备的演示，以简单易懂的方式讲解EIS测试的基本原理以及在大型动力电池领域上的应用。■主讲人：佐佐木 浩人 （尖端应用测量部 部长）■现场翻译：郑海林■内容：　交流阻抗与直流电阻的区别　EIS的测试原理、设备选型、测试注意事项　EIS测试事例简介　大型动力电池上的应用和现场演示　大型动力电池测试的注意事项、误差因素　问题的解决方法：介绍我公司的解决方案 ※采用模拟和现场演示的方法进行说明。 ※讲座结束后，举办交流晚餐■时间：2011年12月22日（星期四）13:30-16:30■地点：上海市内酒店会议室（另行通知）■参加人数：30人■参加费：免费（需要事先登记报名）■登记报名：　使用E-mail登记　请写清楚所在公司、部门、姓名、电话、邮箱地址，　并注明"报名参加大型动力电池的电气化学测试方法应用技术讲座"，　发邮件至bfc@toyochina.com.cn 　※讲座内容可能部分发生变化。 　※由于参会人数有要求，超过定员将停止接受报名，请您尽早登记报名。 　※我们可能拒绝同行业的竞争对手以及与此相关的人员参会。■咨询　东扬精测系统（上海）有限公司 尖端应用测量部 郑海林、沈利　TEL: 021-6380-9633 Email: bfc@toyochina.com.cn　URL: http://www.toyochina.com.cn

2024年，被誉为固态电池元年。随着新能源汽车市场的持续扩大，固态电池作为一种具有高能量密度、长寿命、高安全性的新型电池，逐渐成为未来新能源汽车的主流动力电池。然而，在固态电池的研发和产业化过程中，安全性问题始终是关键因素之一。电芯原位产气作为固态电池安全性问题的重要表现，亟待解决。 固态电池安全性问题1、高温性能固态电池在高温环境下容易出现性能衰退，甚至热失控。高温会导致固态电解质和电极材料发生分解、氧化等化学反应，释放出气体，从而产生内部压力。当压力超过电池壳体的承受能力时，电池可能会发生爆炸。（）2、过充与过放过充和过放是固态电池安全性的重要隐患。在过充过程中，电池内部会产生大量的气体，导致电池内部压力升高。而过放会导致电池内部产生锂枝晶，容易引发内部短路，进一步加剧电池的热失控风险。3、内部短路固态电池在制造和使用过程中，可能会出现内部短路现象。内部短路会导致电池局部热量积累，进而引发热失控。此外，内部短路还可能引起电池内部的气体产生和压力升高，增加电池爆炸的风险。 电芯原位产气的原因及解决方法原位产气的原因电芯原位产气是指在电池充放电过程中，由于电极材料、电解质或其它电池组件的化学反应，导致电池内部产生气体的现象。原位产气会降低电池的性能，增加电池内部压力，甚至引发热失控。固态电池中原位产气的主要原因包括：（1）电极材料的热分解：在充放电过程中，电极材料可能会发生分解反应，产生气体。（2）电解质的热分解：固态电解质在高温或高电压环境下，容易发生分解反应，产生气体。（3）电池组件的化学反应：电池内部的其他组件，如隔膜、粘结剂等，也可能会发生化学反应，产生气体。 （锂电池的内部产气原因） 解决方法为了解决电芯原位产气问题，可以从以下几个方面进行优化和改进：（1）优化电极材料：选择稳定性好、耐高温的电极材料，减少电极材料的分解反应。同时，对电极材料进行表面修饰，提高其结构稳定性。（2）改善电解质：选用具有高离子导率、低界面阻抗的固态电解质，提高电池在高温或高电压环境下的稳定性。此外，可以开发新型固态电解质，如聚合物、硫化物等，以提高电解质的化学稳定性。（3）优化电池结构：设计合理的电池结构，如采用柔性电极、三维导电网络等，以降低电池内部的应力集中，减少内部短路的风险。（4）严格制造工艺：在电池制造过程中，严格控制工艺参数，如温度、湿度等，以降低电池内部产生气体的可能性。 2024年是固态电池元年，安全性问题成为关键因素。电芯原位产气作为固态电池安全性问题的重要表现，亟待解决。通过优化电极材料、改善电解质、优化电池结构和严格制造工艺等方法，可以有效降低电芯原位产气的风险。然而，固态电池安全性问题的解决仍需要持续的技术创新和产业化推进。未来，我国应继续加大研发投入，推动固态电池技术走向成熟，为新能源汽车产业的可持续发展提供有力支撑。 电弛GPT-1000S 解决方案 电弛DC GPT-1000S 解决方案，通过特殊设计的GSP采气装置，可从软包电池、方壳电池、圆柱电池直接将电池产气已入到产气体积测量装置。该产气体积测量装置采用超微量气体流量测量技术，可原位、实时、在线、连续地监测电池的产气行为，包括产气量和产气速率等参数。其原理是为由于气体进入特定的介质中，介质分子与气体分子之间的相互作用破坏了介质表面的力平衡，使介质表面张力减少，从而在介质中形成微小气泡。由于该介质具有惰性与电池内产生的气体不发生反应，其形成的气泡可等同于电池产气体积。然后通过光学，超声波，电磁等传感器测量气泡，即可得到产气量。相较于传统的Jeff Dahn法（基于阿基米德浮力原理）、理想气体状态方程计算法等方法，本设备可直接测量微量产气的体积数据（μL），无需数据转换或换算，数据直接、结果精准、重复性高。且测量后的气体尾气可直接进行收集或直接串联GC、GC-MS、DEMS等多种气体成分分析设备，实现产气体积测量和成分分析联动测试，为材料研发和锂电池电芯产气机理的分析研究提供了真实可靠的数据支持。 （计量认证与方法验证） （定制集成化系统多因子耦合测量方案）

新能源汽车行业竞争迈入新阶段，市场呈现多元化趋势，产品不断升级与创新。在此竞争环境下，动力电池企业成为关键角色，致力于提高电池性能、安全性和降低成本，以满足市场需求。加强质量管控成为动力电池企业提升竞争力和行业可持续发展的关键举措。近日，蔡司正式发布《新能源汽车电池质量保证白皮书》，该报告通过趋势解读、技术解析和未来挑战等方面，解析了动力电池企业如何运用质量控制手段来实现技术创新和降本增效，并从"更高性能、更高安全、更优成本"三个角度出发，阐述了工业检测在动力电池研发和生产中扮演的重要角色。白皮书首先从电芯入手，分析多种检测维度，如何通过探索电池材料和结构，提高电池性能，推动新能源汽车电池基础研究取得更大突破。一、对新型电芯的探索，永无止境动力电池产品的高安全性、高能量密度、高倍率性能、经久耐用和更低成本，是决定其是否能取得市场成功的关键因素。竞争打法的全面升级，意味着在"性能"、"安全性"、"成本"这三 个方面的全面升级。电池企业都想在这些关键因素上表现优异，这就需要超过同行的质量控制手段。首先就要在研发环节，充分了解和控制电池相关材料的特性，选择良好的材料。材料从根本上决定着电池性能。通过改进材料提高电池性能、优化电池老化机制、应用新型材料、改变电芯结构是电芯研发的主要方向。例如，材料体系方面，采用新型材料体系（高镍正极、硅基负极、锂金属负极、固态电解质等），提高单体能量密度；或者研制出磷酸锰铁锂，探索钠离子电池的商业化应用，降低成本；或者加快固态电池的研发进程，使电池性能更高，更耐久。电芯形状方面，方形电池，尤其是LFP短刀兼顾性能、集成与制造，成为主流企业的优选方案之一；大圆柱电池也是热门方向，特斯拉和宝马均已提出具体的实施规划。快充技术方面，多家主机厂开始导入800V高电压平台，并联合电池企业推出2C~4C快充方案。材料的改性、新型材料的研制、电芯结构的设计，往往多策并举，促成电池的升级和创新。诸如，从2020年到现在，由特斯拉开局，国内电池企业共同推进的大圆柱电池拥有极其独特的杀手锏：1. 由于采用钢壳的圆柱外壳以及定向泄压技术，电芯本身的束缚力比较均匀，有效抑制膨胀，为电池包的整体安全提供第一层的有力保障。这也使大圆柱电池在材料上的探索更加大胆，当下高比能路线下的主流用材，高镍三元正极材料、硅基负极材料在大圆柱电池上的使用更为广泛。2. 全极耳设计，电池直接从正极/负极上的集流体引出电流，成倍增大电流传导面积，缩短电流传导距离，从而大幅降低电池内阻，提高充放电峰值功率。对于更低成本的锰铁锂电池体系，宁德时代的M3P电池将在第三季度搭载于特斯拉国产Model 3改款车型。网络不断有消息指出M3P电池就是LFMP磷酸锰铁锂电池。宁德时代则在调研中表示，准确说来，M3P不是磷酸锰铁锂，还包含其他金属元素——该公司将其称为"磷酸盐体系的三元"。容百科技在8月10日的全球化战略发布会上指出，其LFMP率先实现了73产品（锰铁比）大批量供货，并以此为基推进LFMP与三元的复合产品M6P以及下一代工艺产品。他们认为，到2030年，广义的三元材料和磷酸盐仍旧占据主体，三元里面的高镍材料、磷酸盐里面锰铁锂以及钠电都会迎来非常高速的增长。另一方面，行业也需要支持更高倍率的动力电池。这就需要电池企业在加强电池热管理的同时，还要从电池材料（尤其是负极材料的选择和微观结构的设计）、电极设计、电池形状等出发，降低内阻、加强散热，提高电池的倍率性能。目前已有多个企业推出快充电池方案。欣旺达在今年上海车展着重推出其闪充电池，在核心材料上部署了专有技术，自主设计闪充硅材料技术、高安全中镍正极和新型硅基体系电解液技术等关键技术，支持电动汽车10分钟可从20%充至80%SOC，让充电像加油一样快。二、工欲善其事，必先利其器在电池企业为大众剖析"高性能"、"高安全"、"低成本"电池新品之时，"自研"、"微观"、"纳米级包覆"、"掺杂"、"原位固态化技术"等关键词频频闪现，为主流电池材料进行改性之外，加速LFMP、固态电池等新类型电池的应用。以近年火热的LMFP为例，该类型电池原存在导电性能、倍率性能以及循环性能较差等问题，但随着碳包覆、纳米化、离子掺杂等改性技术的进步，其电化学性能得以改善。甚至，目前企业正在研究将LFMP或NCM组合使用，兼具低成本、高安全性及高能量密度的优势。蔚来使用的150kW半固态电池，由卫蓝新能源提供，采用了原位固态化技术。该技术是通过注液保持良好的电解质与电极材料的原子级接触，之后将液体电解质部分或全部转换为固体电解质，这样的好处是能够做到原子尺度的结合，而不是宏观的把电极材料和固态电解质压在一起。凡此种种，不一而足，充分展现出电池基础研发人的耐心值和创造力，犹如炉火纯青的雕刻家，对微观结构有着清晰的掌握，将每一个微小的纹路都打磨得精雕细琢。正所谓"工欲善其事，必先利其器"，更优秀的动力电池产品离不开更高效有力的检测工具。材料的微观结构表征是电芯研发的关键，目前多种材料表征方法被推出并得到广泛应用。在研发环节，工程师利用光学显微镜、X 射线显微镜、3D 检测来观察电极材料，检测电极缺陷并分析电池失效原理。还可观察材料的粒径尺寸、各种成分的配比及分布情况等，加深研发人员的认识和理解。这些都可以在提高研发效率的同时更好的改善电池性能，进而为材料、工艺的改进提供依据。三、电池材料的二维显微成像和表征光学显微镜利用光学原理对物体进行放大，最早成型于 17 世纪。光学显微镜的分辨率与可见光的波长（390~780nm）有关，其最大放大倍数可达 1000 多倍，实现微米级别分辨率，在生命科学、材料科学等领域被广泛应用。在动力电池研发中，光学显微镜可用来观察电极结构，检测电极缺陷并分析电池失效原理、观察锂枝晶的生长行为等，进而为材料、工艺的改进提供依据。不过，由于受制于可见光的波长，光学显微镜的放大倍数有限，无法实现对更微观结构的观测，而电子显微镜则很好的解决了这个问题。电子显微镜最早由英国物理学家卢卡斯于 1931 年发明，利用电子束代替光束，最大放大倍数可达 300 万倍，实现纳米级别分辨率。由于电子显微镜具备更高的分辨率，在电池研发中，搭配不同的探头，可以得到多维度的信息（成分、表征信息，粒度尺寸，配料占比等），实现对正负极材料、导电剂、粘结剂及隔膜等更微观结构的检测（观察材料的形貌、分布状态、粒径大小、存在的缺陷等）。常用的观察样品表面形貌的电子显微镜是扫描电子显微镜(SEM)。由于具备高分辨率，SEM 能清楚地反映和记录材料的表面形貌特征，因此成为表征材料形貌最为便捷的手段之一。配合氩离子抛光技术（又称 CP 截面抛光技术），SEM可以完成对样品内部结构微观特征的观察和分析。这也是目前最有效的制备锂电池材料极片解剖截面的制样方式。SEM还可以用来观测电池颗粒循环老化的情况。目前，经分析发现，颗粒碎裂表征成为学者改善正极材料性能的切入点。四、电池检测：从 2D 走向 3D传统的检测手段通常局限在 2D 平面，但 2D 图像会有局部偏差（比如，制备样品时刚好切到没有问题的部位），3D 图像可以更好的表征材料结构，使检测结果更为直观，有助于加深研发人员的认识和理解，提高研发效率的同时更好的改善电池性能。在不对电池进行拆解的情况下，通过 X 射线显微镜可以对电池内部特定区域进行高分辨率成像，实现样品的 3D 无损成像，分辨电极颗粒与孔隙、隔膜与空气等，可以大大简化流程，节省时间。高分辨率显微 CT 可以实现电池内部结构的三维可视化，解决因拆卸等原因造成的内部结构二次损伤等难题，清晰地展示出电池内部的真实情况。在此，X 射线显微镜技术得到应用。当前，CT 成像的精度进入亚微米阶段，可以对电池材料及孔隙进行分析检测。在 X 射线显微镜的基础上，蔡司推出了可以实现随时间（4D）变化的微观结构演化表征方法。利用空间分辨率可达 50nm、体素尺寸低至 16nm 的真正的纳米级三维 X 射线成像，可以获得更多信息，识别更微小的细节特征。目前，X 射线显微镜可达到最高 50nm 级别的分辨率，当需要研究更高分辨率的细节时，则需要用到新一代聚焦离子束（FIB）技术。FIB 利用高强度聚焦离子束（通常为镓离子）对材料进行纳米加工，配合扫描电镜（SEM），可同时实现对样品的加工和观察。目前，蔡司和赛默飞都推出了聚焦离子束显微镜。蔡司双束电镜 Crossbeam 系列结合了高分辨率场发射扫描电镜 (FESEM) 的出色成像和分析性能和 FIB 的优异加工能力，无论是用于多用户实验平台还是科研或工业实验室，利用 Crossbeam 系列模块化的平台设计理念，都可基于自身需求随时升级仪器系统（例如使用Laser+FIB 进行大规模材料加工）。在加工、成像或是实现三维重构分析时，Crossbeam 系列将大大提升 FIB 的应用效率。当需要分析各种成分的分布，需要模拟仿真，需要看到内部结构时，FIB 可以依托低电压成像，能扫描更多 3D 细节，可以做多种测试，令研发工作成效更高。五、电池的原位测试和多技术关联应用无论是光学显微镜，电子显微镜，还是 X 射线显微镜和工业 CT，不同的测试手段各具优势，适用于不同的场景。但一种检测手段常常无法完全表征材料属性。所以，行业将不同的测试设备协同应用，实现多手段的关联，则可以在测试中得到多维度的信息，使结果更为直观。早期，多手段关联的出发点，是以不同分辨率来观察被测对象的需求。例如，CT和X 射线显微镜可以无损探测，但分辨率相对较低，因此，初看材料时，就可以利用二者先观看形貌特征。扫描电镜具有更高分辨率，例如蔡司以扫描电镜为基础，推出 FIB-SEM 产品，可以实现高分辨率（3nm）的 3D 成像。如此，利用 CT→X 射线显微镜→ FIB-SEM，选定区域并逐级放大，就可以得到更为全面和精确的信息，同时可以实现快速定位，使检测更为高效。电子显微镜上设有多个拓展口，来添加不同的探头。但在电池研发中，配备的 SE、BSE 和 EDX 探测器，不足以完全表征材料的属性。尤其在样品尺寸大的情况下，不容易聚焦到同一特定颗粒。拉曼探头则可以帮助分析分子结构与组成，界面结构等。但一般情况下，拉曼电子显微镜是独立分开的。因此，如果能对同一被测对象使用BSE、EDS 和拉曼，拍摄三重图像的重叠信息，就能实现原位多角度分析。显微镜厂商在做如上努力。如德国 WITec、捷克 Tescan、蔡司等推出了 RISE 系统，可以实现拉曼成像与 SEM 等技术的联合应用，通过电池表面形貌（SEM）、元素分布（EDS）与电极材料分子组成信息（Raman 图谱）结合，实现材料的原位多角度分析，了解电池状态以及不同位置材料的形貌、元素和分子组成，进而评价电池性能。材料测试通常伴随制样过程，由于 FIB-SEM 需要对同一个样品进行多次制样测试来构建 3D 图像，采用常规制样方法需要消耗很长时间。为解决这个问题，蔡司提出了一组非常巧妙的联合方案。首先，可以用 Versa 大视野范围、无损情况下得到 3D 成像，发现可疑位置。然后，为了对可疑位置进行更深入的分析，需要剖切到指定位置。使用 Fs-laser 飞秒激光可以实现样品高速率切割（107μm3/sec），进行快速粗制样，迅速完成样品深处的分析，同时不影响 FIB-SEM的高性能和高分辨率。最后，再用 FIB 精细抛光，并拍照分析。通过 Versa、FIB-SEM 和 Fs-laser 的联合应用，实现对检测对象的快速定位和制样，使检测更为简单快捷，帮助研发人员提高工作效率。

赛默飞离子色谱助力锂离子电池品质提升关注我们，更多干货和惊喜好礼您是否留意到，有一样东西，没有它就没有智能手机和平板电脑，没有它也没有重生的苹果及现在的小米，没有它您也享受不到微信带来的各种便利，当然您更不能坐在舒适、安静及环保的新能源汽车里环游世界，这都是锂电池的功劳。不管您是生活在繁华的大都市还是宁静的小乡村，它影响着我们工作和生活的方方面面。锂电池是1912年由Gilbert N. Lewis早提出并研究，1991年索尼公司商品化了锂离子电池，2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰B古迪纳夫等三人，以表彰他们在锂电领域做出的贡献。我国也非常重视锂电产业，近几年出台多部政策鼓励新能源汽车的发展，在政策的推动下，中国锂电产业规模迅猛增长。2018年，中国锂电产业规模约占产业规模的41%，跃居首位，且持续高速增长，据专家预测到2025年，我国锂电产业规模将超过6000亿元，市场前景广阔。锂离子电池的四大关键材料为正极、负极、电解液及隔膜，其中电解液在电池正负极之间进行离子和离子化合物的传输，它的含量和性能直接决定了电池的电导率、容量和输出电压，因此电解液中不同锂盐含量和配比直接影响电池的性能，故锂盐含量的监控就变得尤为重要。 赛默飞解决方案赛默飞Integrion高压离子色谱仪可助您轻松实现锂盐监控，若您选择小粒径柱，分析速度能让您有点小激动。 Thermo Scientific™ 图 常见6种锂盐快速分离色谱图（点击查看大图）Thermo Scientific™ Dionex™ Integrion 高压离子色谱仪图 碳酸酯溶剂在线去除系统（点击查看大图） 滑动查看更多 赛默飞-Integrion高压离子色谱分析电解液中锂盐具有以下特点：仪器高耐压可达6000psi（PEEK材质），兼容小粒径色谱柱；分析效率高，15min内可完成常规锂盐的分析；柱容量高，分离度好，目标物之间无相互干扰，定量结果准确可靠；选配在线处理系统，兼容碳酸酯溶剂直接进样，无需担心样品水解。赛默飞离子色谱交流群飞飞Hi 老兄，新买的新能源汽车充满电放几天就没电了，咋回事呢？赛老师是电池里的杂质离子引起的“自放电”。飞飞杂质离子来自哪呢？赛老师电解液中碳酸酯和锂盐、正极和负极材料、隔膜和阻燃剂等都能引入杂质离子，即使ppb级别的杂质离子都能影响电池性能。飞飞什么手段能监控ppb级别的杂质离子呢？赛老师赛默飞家的Integrion离子色谱可以助您轻松实现ppb级别杂质离子准确定量，并且配备“只加水”特色技术，省去您配淋洗液的麻烦。图 电解液中常见杂质阴离子分离图谱（点击查看大图）图 “只加水”离子色谱仪原理图（点击查看大图）图 淋洗液自动发生器（Eluent Generator，EG）原理图（点击查看大图）图 在线浓缩、中和、去除重金属离子及疏水性化合物系统（点击查看大图） 滑动查看更多 赛默飞-Integrion高压离子色谱分析锂离子电池材料杂质离子特点：配备“只加水”技术，可帮您消除每次配制淋洗液的烦恼；多步高压梯度，多组分同时分析时，可兼顾分离度及分析效率；OH体系灵敏度优于碳酸体系，适用于痕量杂质分析；淋洗液和再生液通道完全隔离的微膜抑制器，无交叉污染；可满足电解液碳酸酯溶剂及锂盐、正极和负极材料、隔膜、阻燃剂及粘胶中ppb级别杂质离子监控；可满足标准GB/T 24533-2019及GB/T 18282-2014的要求；选配在线处理系统，实现样品在线浓缩、中和、去除重金属离子及疏水性化合物。赛默飞为电池研发者提供了离子与质谱联用方案，为电池充放电过程中副反应产物定性、为活性物质降解机理提供监控方案，助力研发者掌握电池内部化学变化规律，为我们提供更高性能的电池。图 六氟磷酸锂降解机理途径研究图 电解抑制器原理图（点击查看大图）图 离子色谱串联质谱（IC-MS/MS）（点击查看大图） 滑动查看更多 赛默飞离子色谱与质谱联用特点：Chromeleon变色龙统一操作软件，可实现离子色谱与质谱的同时控制；联用接口——在线电解抑制器，持续稳定的在线脱盐，无需修改IC分离方法，完美对接质谱；质谱检测器平台提供单杆质谱、三重四极杆质谱以及高分辨质谱等完整质谱选项；可助您探索电池充放电过程内部化学变化的奥妙。 总结从电解液中锂盐含量的监控，到电池材料杂质离子检测，再到电池内部物质转化的研究，赛默飞离子色谱均能为您提供优质的解决方案。 如需合作转载本文，请文末留言。扫描下方二维码即可获取赛默飞全行业解决方案，或关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号，了解更多资讯+了解更多的产品及应用资讯，可至赛默飞色谱与质谱展台。https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100244/

中国科学技术大学教授徐集贤团队与合作者，针对钙钛矿太阳电池中长期普遍存在的“钝化-传输”矛盾问题，提出了命名为PIC(porous insulator contact，多孔绝缘接触)的新型结构和突破方案，基于严格的模型仿真和实验给出了PIC方案的设计原理和概念验证，实现了p-i-n反式结构器件稳态认证效率的世界纪录，并在多种基底和钙钛矿组分中展现了普遍的适用性。2月17日，相关研究成果以《通过一种多孔绝缘接触减少钙钛矿太阳电池中的非辐射复合》(Reducing nonradiative recombination in perovskite solar cells with a porous insulator contact)为题，发表在《科学》(Science)上。“钝化-传输”矛盾问题在光电子器件中(如太阳电池、发光二极管、光电探测器等)普遍存在。为了减少半导体表面的非辐射复合损失，需要覆盖钝化层来减少半导体表面缺陷密度。这些钝化材料的导电率一般较低，增加其厚度会增强钝化效果，但同时导致电流传输受限。由于这个矛盾，目前这些超薄钝化层的厚度需要极为精确的控制在几个甚至一个纳米内(nm，十亿分之一米)，载流子通过遂穿效应等厚度敏感方式进行传输，对于低成本的大面积生产不利。钙钛矿太阳电池技术近些年引起广泛关注，主要器件类型包括钙钛矿单结、晶硅-钙钛矿叠层、全钙钛矿叠层电池等，有望在传统晶硅太阳电池之外提供新的低成本高效率光伏方案。钙钛矿电池中，异质结接触问题带来的非辐射复合损失已被普遍证明是主要的性能限制因素。由于“钝化-传输”矛盾问题的存在，超薄钝化层纳米级别的厚度变化均会引起填充因子和电流密度的降低。因此，各类钙钛矿器件亟需一种新型的接触结构能够在提高性能的同时大幅减少钝化厚度的敏感性。科研团队经过长期思考和大量实验探索，提炼出这种PIC接触结构方案(图1)。该研究的主要思想是不依赖传统纳米级钝化层和遂穿传输，而直接使用百纳米级厚度的多孔绝缘层，迫使载流子通过局部开孔区域进行传输，同时降低接触面积。研究团队的半导体器件建模计算揭示了这种PIC结构周期应与钙钛矿载流子传输长度匹配的关键设计原理。PIC方案与晶硅太阳能电池领域的局部接触技术有异曲同工之妙，然而，不同的是，钙钛矿中的载流子扩散长度较单晶硅要短很多，从毫米级别大幅减小到微米甚至更短，这要求PIC的尺寸和结构周期要在百纳米级别。传统的晶硅局部接触工艺不能直接满足这种精度要求，而使用高精度微纳加工技术在制备面积和成本方面存在不足。面对这一挑战，科研人员巧妙地利用纳米片的尺寸效应，通过PIC生长方式从常规“层+岛”(Stranski-Krastanov)模式向“岛状”(Volmer-Weber)模式的转变，采用低温低成本的溶液法实现了这种纳米结构的制备(图2)。研究在叠层器件中广泛使用的p-i-n反式结构中开展了PIC方案的验证，首次实现了空穴界面复合速度从~60cm/s下降至10cm/s(图3)以及25.5%的单结最高效率(p-i-n结构稳态认证效率纪录24.7%)(图4)。这种性能的大幅改善在多种带隙和组分的钙钛矿中均普遍存在，展现了PIC广阔的应用前景。另外，PIC结构在多种疏水性基底均实现了钙钛矿成膜覆盖率和结晶质量的提高(载流子体相寿命大幅提升)，对于大面积扩大化制备颇有意义。值得注意的是，PIC方案具有普遍性，可进一步在不同器件结构和不同界面中推广拓展；模拟计算指出目前实验实现的PIC覆盖面积未达到其设计潜力，可进一步优化获得更大的性能提升。研究工作得到国家自然科学基金、科技部、合肥综合性国家科学中心能源研究院、中国科大碳中和研究院、上海同步辐射光源等的支持。美国科罗拉多大学博德分校科研人员参与研究。

p style=" text-indent: 2em " 随着可再生能源开发利用规模的不断扩大及智能电网产业的迅速崛起，储能技术的重要性日益凸显。记者7日获悉，由美国斯坦福大学崔屹教授领衔的研究团队介绍了一种可循环充电1万次以上的锰氢气电池，可实现10年以上的稳定性能。该成果发表在《自然· 能源》上。 /p p style=" text-indent: 2em " 据该成果的第一作者、美国斯坦福大学材料科学与工程学院的陈维博士介绍，他们发明的锰氢气电池使用高表面积的碳作为正极集流体，易溶于水的硫酸锰盐作为电解液，由催化剂控制的氢气作为负极。该电池从设计、充放电原理、测试方法和性能上都有别于以往任何水系电池。 /p p style=" text-indent: 2em " 成果显示，锰氢气电池具有非常优异的电化学性能，比如稳定的放电电压1.3伏，高倍率的放电电流100mA/cm2，大于1万次的稳定循环，以及较高的质量能量密度139Wh/kg和体积能量密度210Wh/L。而且，该电池很容易放大用于大规模储能。 /p p style=" text-indent: 2em " 大规模储能是实现可再生能源普及应用的核心技术。现有的大规模储能技术（如抽水储能、压缩空气储能）以及各种蓄能电池（如锂离子电池、钠硫电池、液流电池）等均存在不同的问题，远不能满足大规模储能廉价、安全、高能量密度和高稳定性的要求。崔屹表示：“锰氢气电池的发明将对大规模储能的格局产生重要影响，进一步缓解由传统化石能源带来的严重碳排放和空气污染。” /p

工信部近期发布《关于政协第十三届全国委员会第四次会议第4815号（工交邮电类523号）提案答复的函》，答复高亚光委员提出的《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》：您提出的《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》收悉，经商科技部和财政部，现答复如下：中国提出碳达峰、碳中和宏伟目标，是全球应对气候变化的里程碑事件，将对绿色低碳发展产生深远影响。实现碳达峰、碳中和的关键任务是实施可再生能源替代行动、大幅提升新能源在能源结构中的比重、构建以新能源为主体的新型电力系统。锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石，是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础，也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。一、国家有关部门积极推动新型电池发展国家有关部门高度重视新型电池产业发展，从加强行业管理、统筹产业规划、支持技术创新、加快标准建设等角度出发，采取一系列措施促进新型电池产业健康有序发展。我部长期以来积极推动新型电池产业发展。一是制定发布《信息产业发展指南（2016—2020年）》，推动新型电池技术进步和创新升级，支持钠离子电池、液流电池等新型电池产业发展。二是积极开展电池领域相关标准研制工作，推动将先进技术创新成果转化为标准，规范和引领产业高质量发展。三是支持电池检测平台建设，指导组建国家动力电池制造业创新中心，统筹资源推动产业技术进步，支持新型正极材料等关键技术攻关和产业化。“十三五”期间，科技部通过国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项，对电池储能相关技术进行了系统部署。其中，钠基储能电池技术作为重点支持方向之一，在“高安全长寿命和低成本钠基储能电池的基础科学问题研究”等项目系列成果推动下进步显著。近年来，财政部通过新能源汽车推广应用补助等政策，带动了新能源汽车动力电池产业蓬勃发展，推动新型电池产品技术水平迅速提高、成本迅速下降。二、钠离子电池在资源丰富度、成本等方面具有优势钠离子电池与锂离子电池摇椅式工作原理类似，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。近几年，钠离子电池开始逐步进入规模化试验示范阶段。2018年6月，首辆钠离子电池低速电动车问世；2021年6月，中科海钠发布世界首个1MWh钠离子电池储能系统。这意味着，继铅蓄电池、锂离子电池等电化学储能体系后，钠离子电池开始在储能领域崭露头角，有望推动新能源产业的进一步发展和变革。钠离子电池在资源丰富度、成本等方面具有一定优势。一是钠元素储备更丰富，钠是地壳中储量第六丰富的元素，地理分布均匀，成本低廉；而锂资源在地壳中储量仅为0.002%，不到钠的千分之一，且全球分布具有地域性。二是钠离子化合物可获取性强，价格稳定且低廉。此外，在低电压下铝不会和钠合金化，因此钠离子电池负极可使用铝集流体而不必像锂电池使用铜集流体，从而降低电池的成本和重量。三是钠元素和锂元素有相似的物理化学特性及储存机制，钠离子电池有相对稳定的电化学性能和安全性。另一方面，目前钠离子电池在产业化进程中尚存在能量密度较低、循环寿命较短、配套供应链与产业链不完善等问题，仍处于商业化探索和持续改进中。预计未来随着产业投入的加大，技术走向成熟、产业链逐步完善，高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充，尤其是在固定式储能领域将具有良好发展前景。三、对有关意见建议的考虑根据您提出的将钠离子电池纳入有关发展规划和重点科技支持计划、推动市场化应用、推动标准建立、给予政策扶持等建议，我部会同有关部门认真吸纳，将积极采取切实有效的措施，在下一步工作中深入研究落实。一是关于将钠离子电池纳入有关发展规划和重点科技支持计划的建议。我部将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局，从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手，做好顶层设计，健全产业政策，统筹引导钠离子电池产业高质量发展。科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项，并将钠离子电池技术列为子任务，以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化，提升综合性能。二是关于尽快推动钠离子电池市场化应用的建议。有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化，支持先进产品量产能力建设。同时，根据产业发展进程适时完善有关产品目录，促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用；通过产学研协同创新，推动钠离子电池全面商业化。三是关于尽快推动钠离子电池标准建立的建议。我部将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定，并在标准立项、标准报批等环节予以支持。同时，根据国家政策和产业动态，结合相关标准研究有关钠离子电池行业规范政策，引导产业健康有序发展。四是关于对初期进入市场的钠离子电池产品或企业给予扶持的建议。我部将梳理能源电子产业链，统筹资源支持锂离子电池、钠离子电池等新型储能电池发展。相关部门将继续大力支持相关领域科技创新，并以市场化手段为主，推动更加合理、更加高效的商业模式形成，通过建立良性发展机制解决产业发展过程中面临的共性问题。感谢您对钠离子电池产业发展的关心，希望今后能得到您更多的支持和帮助。

随着新能源技术的快速发展与环境污染压力的增大等众多因素影响，各国政府都陆续出台了对燃油车的相关限制，和对新能源汽车进行大力扶持。中国汽车工业协会的数据显示,2017年新能源乘用车全年累计销量57.8万辆,同比增长72%。其中,纯电动乘用车销量46.8万辆,同比增长82.1%；插电式混合动力乘用车销量11.1万辆,同比增长39.4%。新能源汽车市场的前景看似一片光明，但对于车企来说，这块蛋糕越做越大，越来越难分。也意味着新能源汽车市场的优胜劣汰。作为新能源汽车的重要组成部分，电池的性能在很大程度上决定了车辆的综合表现。目前，市面上的新能源车采用的电池种类各不相同，比如：磷酸铁锂电池、三元锂电池、镍氢电池氢燃料电池等；在竞争越来越激烈的新能源汽车市场，提高续航里程、增加电池寿命是提高竞争力的关键。在电池的生产过程中水分的高低对电池的质量有着非常大的影响，目前市场上电池水分测定的技术方法最常用的是加热失重法和卡尔费休法，由于锂电池行业所测样品含水量极低，加热失重法水分测定仪的精度达不到，所以最准确的方法是采用卡尔费休水分测定仪+卡式加热炉来进行检测。 仪器与分析原理检测设备：AKF-BT2015C锂电池专用水分测定仪分析原理：样品用卡氏加热炉专用密封进样小瓶装载，用顶空瓶连接器密闭后进入加热槽中，样品中的水分（还可能有其他挥发性的溶剂）以蒸气的形式完全释放，通过干燥载气（如干燥的空气或者氮气）由顶空瓶经加热伴管路转移到KF滴定杯中，然后卡尔费休水分测定仪进行检测并显示测量数据。

1. 前言随着全球工业化的进展，能源需求的增长，研究高性能的储能装置受到相关领域的广泛关注，锂离子电池是目前综合性能优异的电池体系。锂离子电池属于二次电池，可以充电后，再次使用，常用在电动汽车，手机，便携笔记本电脑中，属于绿色环保能源。具有体积小，寿命长，高电压，高功率密度，无记忆效应等特点。1.1 锂离子电池工作原理锂离子电池主要通过锂离子的“嵌入/脱出”实现电池能量的存储和释放。过渡金属的嵌锂化合物常用于正极材料，他们的晶格结构对电池的容量至关重要。如以LiCoO2为例，充电过程发生的反应如下：充电时，在外电场作用下，Li+从LiCoO2晶格脱出，穿过电解液隔膜，嵌入石墨负极，电子通过外电路从正极流出，流入负极，正极电压升高，负极电压降低，电池端电压升高，完成充电。放电时，Li+从石墨负极脱出，嵌入LiCoO2正极，电子经外电路从负极流出，对负载做功，流入正极，正极电压降低，负极电压升高，电池端电压降低，实现放电做功。 1.2 锂离子电池电解液正极材料，负极材料，隔膜材料，电解液材料是锂离子电池的四大关键部分。研发电池的关键材料是国内外开发的重点。其中电解液被称为锂离子电池的“血液”，是正负极材料之间传输电子的通道，是获得高功率，高能量密度，长寿命的锂离子电池的保证。电解液通常由纯度高的有机溶剂、锂盐、添加剂等组成。随着锂离子电池不断的充放电过程，电池会出现劣化，其中电解液状态是评价电池劣化的最主要因素之一，也是评价电池劣化的最直观的方法。因此，分析电解液的劣化非常重要。电解液分析的传统方法，如GC / LC-MS、核磁共振、傅里叶红外，这些方法在样品制备和前处理方面，耗时长，操作繁琐。另外，对于电解液中含量较少的成分，传统的方法很难检测出它们的变化差异。而三维荧光结合多变量分析方法，能够以更短的时间、更容易、高灵敏度的检测电解液的变化。客户可以使用三维荧光进行电解液中成分变化的筛选，联合传统分析方法确定变化的具体物质。因此三维荧光提供了一种快速寻找电池劣化的原因，可以有效减少或避免在研发或使用过程产生这种劣化的原因，大幅提高分析效率。 详细的应用数据请点击：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s926995.htm荧光分光光度计F-7100和多变量分析软件3D SpectAlyze日立荧光分光光度计具有超高的扫描速度，无需复杂的样品前处理，能够快速测定样品。另外，日立具有专用多变量分析软件3D SpectAlyze，因此可以提供数据测量和解析一体化，从而获取样品的详细信息。使用荧光分光光度计结合多变量分析软件可以快速评价荧光强度发生变化的体系。

岛津原子力显微镜铅酸电池 以铅酸电池和锂离子电池为代表的二次电池，为了提高充放电特性、耐久性等性能，一般会向电解液中添加添加剂。到目前为止，已有种类繁多而且性能优异的添加剂被广泛使用到各类二次电池中。然而，迄今为止，这些添加剂如何提高电池性能的原理仍不甚明了。观察电解质中负极附近的界面状态对于阐明添加剂的贡献很重要。 铅酸电池是一种具有多种优点的二次电池，包括出色的安全性、宽工作温度范围和大电流放电。由于这些原因，它们被广泛应用于不间断电源（UPS）设备、公共设施应急电源设备以及汽车发动机启停系统的启动电池，成为社会基础设施不可或缺的一部分。然而，铅酸电池在使用过程中会发生负极的硫酸盐化，并因此导致电池性能劣化。在电解液中增加添加剂可以缓解这一问题。磺化木质素是一种具有代表性的添加剂。然而，但木质素如何促进电化学反应和硫酸化的缓解直到现在仍未阐明。 SPM-8100FM使用调频(FM)方法可以检测到比传统原子力显微镜(AFM)更小的力。因此使用SPM-8100FM高分辨率原子力显微镜和电化学溶液电池，观察稀硫酸环境下铅的固液界面状态，有助于理解添加剂的作用原理。 以上两张图显示了在初始还原反应后对垂直于铅表面的截面进行成像得到的负极(铅)固液界面处的图像。图像的上半部分是电解液，图像下半部分变暗的位置是铅表面。探针检测到力（排斥力）的部分看起来很亮。 在左图仅有稀硫酸的情况下，在铅表面上方没有观察到明显的特异变化。但在右图中，使用“稀硫酸+木质素”的情况下，可以在铅表面上方看到明显的不同亮度分层，如图中红色箭头所示区域。判断该层为木质素-铅络合物，该层的存在有助于铅表面硫酸化程度降低，从而有效抑制了硫酸铅的结晶形成。木质素-铅层的与铅表面、液体部分的不同亮度对比表明探针已经深入到该层中，同时也表明木质素-铅层以柔软的状态吸附在铅表面。这是使用原子力显微镜第一次在铅表面上看到厚度为50nm至100nm的木质素-铅层。 该实验证明了用高分辨原子力显微镜对电化学表面进行观察的可能性，有助于获得更多的电催化过程中界面处的信息，从而提高我们对反应过程的理解。因此可以期待利用SPM-8100FM进行电解质的界面成像来分析其他类型的二次电池充放电过程固液界面处的状态变化。请点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/G-1nBKLAxmwPW3FUHYbouASPM-8100FM 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

最近，国内成品油价一直在变动，成为街头巷尾的谈资。与此同时，锂电池作为新能源汽车的动力来源行业也面临材料价格上涨，相关话题频上热搜。受益于新能源汽车行业飞速发展，锂电池新材料的研究也愈发火热。其中，全固态锂离子薄膜电池由于安全性更高等优点，日益受到重视。薄膜型全固态锂电池是在传统锂离子电池的基础上发展起来的一种新型结构的锂离子电池。其基本工作原理与传统锂离子电池类似，即在充电过程中Li+从正极薄膜脱出，经过电解质在负极薄膜发生还原反应；放电过程则相反。过程中电解质起着至关重要的作用，直接影响到薄膜电池的充放电倍率、循环寿命、自放电、安全性以及高低温性能。以某个全固态薄膜锂电池生产试验线的实际应用为例：兰格某客户在电解质试验工艺中，需要三个泵为一组，在不同的时间点输送试剂，一个小时为一个循环，一天连续工作8小时。挑战对于这种复杂的进样体系，常规的实验室人工管理显然无法满足要求，需要使用PLC、电脑等实现设备的自动化管理。对于常规的化学、材料实验室，这就大大增加了试验的难度，需要通过自动化工程来完成。尤其，研究人员想要随时改变实验参数，也难以灵活实现。兰格解决方案对于实验的过程进行模块化分解，兰格智能型蠕动泵可提供9种运行控制模块（匀速、匀加速、匀减速、阶梯加、阶梯减、正弦、均匀分配、减量分配、增量分配）和8种逻辑控制模块（方向、暂停、循环、事件触发、延时、跳转、外控输出、结束）。研究人员可以像搭建乐高积木一样，来使用智能蠕动泵。例如上述的电解质试验工艺，兰格智能泵程序可以做如下设定：更多优势：如果研究人员需要改变其中的步骤，只需插入或删除相应模块即可。如果要修改某个模块的运行参数，直接进入模块进行修改即可。同时整个工作过程可以保存为方法，在后续的试验中可以直接调用。新能源车行业是我国战略性新兴产业，而且锂电池和5G、化学储能、碳中和等等也都息息相关，未来仍将有“锂”走天下。兰格智能蠕动泵应对不同需求，可提供多种运行/逻辑控制模块的灵活选择，助力科学家与工程师实现更便捷的操作，提高有效性、可靠性和智能体验，为全球碳中和事业作出贡献！

CATL 作为领先的锂离子电池研发制造公司，在清洁度管控方面的研发投入、经验积累都处于行业领先地位。如今，CATL 已采用新一代基于扫描电镜 + 能谱的全自动解决方案，帮助其清洁度控制。01 为什么要做电池材料的杂质分析？既然大家都在做锂电池杂质分析，那这小小的杂质，到底怎么不好了呢？ 其实，锂离子电池的性能与正负极材料的质量息息相关。当在正极材料中存在铁（Fe）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、锌（Zn）、银（Ag）等金属杂质时，这些金属会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电。当然，负极材料中的杂质元素同样严重影响电池的电化学性能，有可能刺穿隔膜，造成安全隐患。这小小杂质可不得了。 图片来源于网络 所以，在锂电池行业，对于正负极材料的杂质，大家都在想尽办法去把控。 02 现在大多数还在使用等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定，这种测试方法需要将磁选出的杂质颗粒溶解到酸液中，并给出各个成分的含量均值。 这种方法测出来的元素含量的准确性很高，但也存在 2 个主要问题：无法定量锂电杂质颗粒的形态和数量无法区分锂电杂质颗粒的种类（如铁类、铜类） 03 我们先来看一下这个新方案，能帮我们解决哪些烦恼~ 每个杂质颗粒的形貌，尺寸，成分，以及分类都能看！ 自动识别并采集所有杂质颗粒的形貌及成分信息。清晰的表面形貌有助于分析杂质的产生机理（如摩擦磨损等），成分信息有助于分析杂质产生的来源。 每个杂质颗粒的形貌，尺寸，成分，和分类信息都能呈现 不同种类的杂质颗粒的数量及成分信息都能看！ 杂质的分析结果严格按照 VDA19 要求的格式呈现，颗粒分类统计结果更有助于评估锂电池生产的清洁度情况，方便不同批次样品的对比，以及生产工艺调整的验证。 能检测到的所有杂质颗粒的数量和成分信息， 一目了然 各种杂质颗粒的分布情况都能看！ 将杂质颗粒的分类统计结果更直观的体现在直方图中，结果一目了然。 各种杂质颗粒的分布情况（按体积分布） 04 检测原理：以扫描电镜 + 能谱仪为硬件基础，通过背散射成像的明暗衬度识别颗粒，进而对颗粒进行能谱成分分析，根据颗粒形貌和成分信息对其智能分类，并且可以一键生成检测结果的报告。 Particle X 杂质自动分析系统的工作原理 一键生成检测报告时，可以选择您感兴趣的信息，也可以选择不同的报告存储格式。不管是用于汇报或存档（PDF 格式）还是调用数据（Excel 格式），都非常方便。 一键生成检测报告（PDF 和 Excel 格式均可） 让我们看一下大家最关注的几种杂质颗粒的检测结果（截取自检测报告）~ 以下是系统自动筛选出的杂质颗粒的部分结果，可以直观地看出杂质的形态，成分，种类等信息。 当然，Particle X 系统除了可以智能分析电池清洁度外，还可以用来分析钢铁夹杂物，汽车清洁度等。 ParticleX 参数 图像分辨率：优于 8nm放大倍数：250,000x灯丝材料：1,500 小时 CeB6 灯丝抽真空时间：小于 30 秒探测器：背散射电子探测器（选配二次电子探测器）样品室尺寸：100mm x 100mm应用场景：电池清洁度检测，钢铁夹杂物检测，汽车清洁度检测

锂电池的正极质量影响着电池的充放电性能，其中正极的主量元素配比以及杂质元素的浓度尤为重要。当正极材料中存在铁 (Fe)、铜 (Cu)、铬 (Cr)、镍 (Ni)、锌 (Zn)、铅 (Pb) 等金属杂质时，电池化成阶段电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，它们就会先在正极氧化，然后再到负极还原成单质。当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜，造成电池自放电，对电池造成损害，甚至致命影响。因此，从正极源头上保证其纯度，防止金属杂质异物的引入，对电池生产质控就显得格外重要。目前的锂电池企业通常采用电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES) 测定主量元素配比以及杂质元素含量。ICP-OES仪器相对较低的购买和使用成本，使之在相关企业有着广泛的使用。随着锂电池产业升级加速，生产质控愈发严格，对正极材料中元素杂质含量限度要求越来越苛刻。ICP-OES由于其自身原理的局限性，在部分含量较低的杂质元素如Cr、Cu、Fe、Zn、Pb的准确检出方面出现瓶颈。例如，在某些生产工艺控制严格的企业，上述5个元素的控制浓度在1ppm左右（个别厂家Fe含量在10ppm以内），在日常检测中，经过100倍固液稀释比的样品前处理后，样品上机测定时的浓度低至10ppb以下。由于在主要检测观测区的谱线干扰严重，能否实现上述杂质元素浓度的准确分析，对ICP-OES的性能提出了非常大的挑战。与ICP-OES相比，电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的测定灵敏度更高，检出能力更强，检测下限更低，更加符合锂电池企业高效率准确检测低含量杂质元素的需求。ICP-MS的工作原理决定了其受到的干扰与ICP-OES有较大的区别。ICP-MS受到的干扰主要分为基体干扰和质谱干扰。通常情况下，锂电池正极样品前处理的固液稀释比例在100~200倍，而且前处理时使用较多的酸，使得样品中的固溶含量和酸度都很高，造成ICP-MS的空间电荷效应和电离抑制，待测元素受到基体干扰；对于正极材料样品来说，较高浓度的主量元素会与O、Cl、N等元素结合，形成分子量为M+16、M+35、M+14等质谱干扰。另外，主量元素的高浓度还会产生拖尾，影响分子量M±1元素的测定。如何帮助锂电池企业使用ICP-MS有效克服上述诸多干扰，提高生产效率以及产品质量和性能，成为ICP-MS供应商面临的重要任务。标配全基体进样系统 (AMS) 的珀金埃尔默NexION系列ICP-MS，配合大锥孔三锥设计，QID四极杆离子偏转器，以及具备标准、碰撞和反应三种模式的UCT通用池，可以获得优异的基体耐受性、仪器稳定性和更低的记忆效应。通过进行简单易行的仪器参数优化、干扰消除模式选择和同位素质量数选择，有效消除基体和质谱干扰，准确测定锂电池正极样品中的低含量杂质元素。下述表格显示了NexION 1000G ICP-MS对来自锂电池生产企业的正极材料样品中Cr、Cu、Fe、Zn、Pb杂质元素含量的测定结果，以及仪器方法的优异性能。表1.锂电池正极样品测定结果表2.锂电池正极样品加标回收率测定结果** Cu、Pb、Cr加标5μg/L；Zn、Fe加标50μg/L如何简单有效地做到准确测定锂电池正极材料中低含量杂质元素？请扫描下方二维码即刻获取《ICP-MS测定锂电池正极材料中Cr，Cu，Fe，Zn，Pb杂质元素含量》。扫描上方二维码即可下载右侧资料➡

手机爆炸、电动汽车行驶或充电过程中的火灾事故在生活中经常可见，让人们在享受锂电池带来的便利的同时，也担心其在安全方面的重大问题。如何降低这一风险？近日，中国科学技术大学教授孙金华、研究员王青松团队与暨南大学教授郭团团队研制出一款可植入电池内部的高精度光纤传感器。相关研究成果日前在线发表于《自然-通讯》。“这款高精度光纤传感器可以在1000摄氏度的高温、高压环境下正常工作，同步测量出电池热失控全过程内部温度和压力，为快速切断电池热失控链式反应提供预警手段。”王青松向《中国科学报》介绍。破解国际性科学难题手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车中都有一个关键部件——锂离子电池。随着全球范围内能源危机的出现、“双碳”目标的驱动，锂离子电池产业迅速发展。然而，锂离子电池常常会发生爆炸，也就是热失控，这是威胁电池安全的“癌症”，是制约电动汽车与新型储能规模化发展的瓶颈。研究表明，电池热失控源于电池内部一系列复杂且相互关联的“链式反应”。“这可以从电池内部和外部两方面讨论。从内部来看，电池由正负极、电解液、隔膜等组成，其中电解液和隔膜都是易燃物，正负极和电解液在一定温度下又会产生化学反应，进而产生热量和可燃气体。也就是说，电池内部本身就是一个热不稳定的体系。”王青松说。从外部来看，电池在使用过程中容易出现各种外部滥用：电滥用，如过充、过放等；热滥用，如高温、局部发热等；机械滥用，如撞击、挤压等。这些外部滥用会造成电池内部材料发生一系列连锁化学反应，电池内部温度快速提升，最高可达800摄氏度，导致电池起火或爆炸。如何科学、及时、准确地预判电池安全隐患，是当前电池安全领域的国际性科学难题。为攻克这一难题，研究团队提出一种可植入电池内部的高精度光纤传感器，在国际上率先实现对商业化锂电池热失控全过程的精准分析与提早预警。《自然-通讯》的一位审稿专家评价道，“该研究有助于电池健康状态监测，并在不可逆损害前发出预警信号。”小巧光纤实时监测电池健康状态将光纤植入电池，并非王青松等人首创。因光纤传感器具备体积小、重量轻、耐受高温高压、耐受电解液腐蚀等优势，前人将其植入电池。但他们主要测量的是电池循环过程中的内部参数，从未涉足电池热失控监测领域。于是，王青松等人想将光纤植入电池内部，以监测电池热失控过程，并探索电池内部参数能否为电池热失控预警提供新思路。研究思路有了，做起来却非常难，因为现有的大多数光纤传感器无法在热失控过程中“幸存”。王青松解释说，电池热失控过程中，内部压力高达2MPa、温度高达500至800摄氏度，在这种高温高压的冲击下，光纤信号会中断，无法测得电池内部温度和压力数据。研究的关键是开发一款“健壮”的光纤传感器。他们与郭团团队联合攻关，多次改进光纤结构，开展热失控实验，反复修改和验证，最终通过对光纤进行套管保护，在保证内部信号传输的同时解决了光纤容易断的难题。“这款高精度光纤传感器总长度12毫米、直径125毫米，能够植入商业18650电池，实时监测电池热失控期间的内部温度和压力影响。”王青松向《中国科学报》介绍了光纤传感器的结构。相比现有的外部监测技术，内部光纤传感技术更具有及时性、灵活性。“就好比人们患病，当感知到疼痛时，往往为时已晚。这就像电池外部特征的变化一般都是滞后的。”王青松解释道，“而去医院体检，可以通过CT等看到内部器官变化，从而预知疾病的发生，并通过治疗手段阻止疾病进一步发展。但这种大型设备体积庞大，无法随时随地监测内部状态变化。如果在人体内植入芯片，就可以做到实时跟踪预警。就像在电池内部植入光纤传感器，可以做到实时监测预警。”值得一提的是，该研究通过解析压力和温度变化速率，首次发现温度和压力变化速率的转变点可作为电池热失控早期预警区间。该发现适用于不同电量的电池，能够在电池内部发生“不可逆反应”之前发出预警信号，保证了电池后续的安全使用。用于同时监测电池内温度和压力的FBG/FPI传感器工作原理适合大规模推行量产在王青松看来，光纤传感器尺寸小、形状灵活，具有抗电干扰性和远程操作的能力和适合大规模生产的标准制造技术，并且可以实现一根光纤在电池的多个位置同时监测温度、压力、气体组分、离子浓度等多种关键参数。光纤传感技术与电池的结合将在新能源汽车、储能电站安全监测等领域发挥重要作用。为此，研究团队将探索光纤传感器在大容量储能电池中的应用。“大容量储能电池热失控相比此次研究中的18650电池更加剧烈，并且其热失控特性和机理与小电池有所差异，这将是对我们研究的进一步考验。”王青松说。另一方面，团队将与电池制造商合作，希望在电池制作过程中植入光纤传感器，避免对电池二次破坏，加快光纤传感在储能和新能源汽车电池管理系统中的应用进程。相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40995-3

关注世博——博纯Perma Pure燃料电池专利加湿器服务2010年世博会 　　2010年上海世博会上，将会有100辆燃料电池车驶入世博园，为游客提供便捷的服务。这些燃料电池车都配备博纯专利加湿器产品。 　　对于一个良好的燃料电池系统来说，Nafion膜的加湿是最具挑战性的问题之一。博纯领先的加湿技术为这一过程提供了完美的解决方案。与焓轮和喷水加湿系统相比，博纯专利加湿器具备了更耐用，更高效，抗振动和免维护的特性。博纯加湿器已是燃料电池产业界公认地最好的加湿设备。 　　在世界各地，博纯燃料电池加湿器已被广泛用于固定式燃料电池系统、叉车、燃料电池汽车等。 查看产品图片http://www.instrument.com.cn/netshow/SH101541/C95010.htm 　　更多产品信息，请登录www.permapure.com 　　关于博纯： 　　成立于1972年，总部位于美国的博纯(Perma Pure)有限责任公司是国际领先的气体处理设备制造商。我们为全世界医疗、工业和科学、氢燃料电池和环境监测应用领域提供气体采样和预处理类产品如，干燥器、加湿器、过滤器、冷凝器、特种气体洗涤器及完整采样系统等。 　　博纯(Perma Pure)已经成为医疗设备市场中呼吸气体干燥器的主要供应商，应用包括麻醉监护、呼吸监测及代谢测试中对呼出气体进行干燥，同时可对呼吸器的供气或供氧进行加湿。近年来，公司也开始向燃料电池厂商提供加湿器，并逐步成为环保和流程气体分析仪器的OEM供应商，应用包括电化学传感器(用于气体检测)、红外分析、化学发光、总碳测定(TOC)和颗粒测量的样气脱水处理。 　　博纯(Perma Pure)公司在1978年向DuPont公司买下了Nafion材料生产特许权，Nafion的膜渗透脱水技术以其独特的原理和优异的性能闻名于业内。一直以来博纯(Perma Pure)运用Nafion® 技术，连同其他创新多样的技术和专业知识，为客户提供全面的样气处理应用解决方案。公司于1992年加入英国豪迈集团(Halma p.l.c.)，豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。依托豪迈全球性业务的支持，公司在技术、投资以及生产上获得了长足发展。公司已获得ISO9001：2000认证，相关产品也均获得CE认证。 　　拥有完整的样气处理器件和成套系统，各种气体分析应用的客户化解决方案以及几十年来的产品应用经验和成功案例，相信我们在样气预处理方面的专业能力将为您的业务发展提供长久助力。 　　关于豪迈： 　　创立于1894年的英国豪迈国际有限公司(Halma p.l.c. – www.halma.cn )是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业，伦敦证券交易所的上市公司，在全球拥有 4000 多名员工，近40 家子公司，2008/09财年营业额超过 4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新，这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献，主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处，并且已在中国开设多个工厂和生产基地。 销售联系方式夏黎明先生 中国区销售经理上海市长宁区仙霞路137号盛高国际大厦1801室 邮编：200051 电话：021-52068686-113 传真：021-52068191 电子信箱： fxia@permapure.com 网址：http://www.permapure.com