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除颤仪电池工作原理

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除颤仪电池工作原理相关的资讯

  • 微生物燃料电池有望走出实验室 可净化污水
    美国宾夕法尼亚州立大学环境工程系教授Bruce Logan的研究组正在尝试开发微生物燃料电池,可以把未经处理的污水转变成干净的水,同时发电。无论对发展中国家还是发达国家,这项“一举两得”的技术都相当诱人。更诱人的是,据美国国家自然科学基金会(NSF)网站消息,该项技术未来还可能实现海水淡化,成为“一举三得”的技术。  污水处理费时、费钱还消耗大量能量,基本是个只投入不产出的行业,也是让各国政府头疼的一大难题。有数据称,5%的电力消费被用于污水处理。根据美国国家发展委员会统计,美国每年需要处理330亿加仑的生活污水,处理费用大约为250亿美元,其中大部分为能源成本。  因此,又能净化水质、又能发电的微生物燃料电池一旦出现,将有望把污水处理变成一个有利可图的产业。Logan认为,未来污水处理厂通过使用微生物燃料电池不仅可以满足自身用电,还能向外输电。  传统的燃料电池利用氢气发电,但Logan和他的研究小组首次尝试使用富含有机物的污水来发电。理论上说,直接将污水倒入燃料电池就可以发电同时净化污水。该电池系统的工作原理是:污水中的细菌以有机物为食,随之释放电子,电子在燃料电池的碳棒上集聚,在水中形成电流回路。一旦放电能力提高到一定程度,就可加以利用。  早在2005年,Logan的小组就宣布研制出微生物燃料电池。他们在实验室里产生了72瓦的电流,用以驱动一个小风扇。  最近几年,实验室在NSF的资助下又获得一系列进展。例如,除了产生电流,给系统另外加上一点电压,还能产生氢气。氢气是一种环境友好的清洁能源,有多种工业用途。  另外,Logan还在试验往燃料电池中通入海水,这样不仅能够产生更多的电能,如果试验成功,该系统就可以同时产生能量、处理污水并淡化海水,可谓一箭三雕。  实际上,微生物燃料电池并不是一个新概念。早在1910年,英国植物学家马克比特首次发现了细菌的培养液能够产生电流,他用铂作为电极成功制造出了世界第一个微生物燃料电池 1984年,美国制造了一种能在外太空使用的微生物燃料电池,它的燃料为宇航员的尿液和活细菌,不过放电率极低。  除了Logan,世界上还有其他的研究组在开发微生物燃料电池,不过都没有走出实验室。  虽然目前还未有商业产品问世,但多伦多大学的科学家戴维伯格雷曾估计污水中潜在的电能价值是其处理成本的10倍。Logan则认为,只要能利用潜在电能的1/20,污水处理厂就可以解决污水处理成本。不过他估计,微生物燃料电池实现工业应用还需5~10年。  在现阶段,Logan指出,突破工业应用的关键问题仍然是如何继续降低成本、提高电池性价比。  据悉,在早期的研究中,Logan小组使用了大量昂贵的材料,如昂贵的石墨电极、聚合物以及铂等贵金属。但其最新的电池系统已经使用了更便宜并且环境友好的材料。“我们现在已经可以不用任何贵金属。”Logan说。
  • 第一届“锂离子电池热测试主题研讨会”暨新品发布会成功召开
    近日,由中国仪器仪表学会主办,仰仪科技、泰默检测承办的第一届“锂离子电池热测试主题研讨会”暨新品发布会在杭州成功召开。此次会议召集了50余位来自知名企业、科研院所、高等院校的专家学者,针对当下锂离子电池行业发展态势、电池测试标准体系、锂电热安全与热管理技术、相关仪器仪表技术与应用的发展等议题进行了深入交流。中国计量大学教授、仰仪科技总经理叶树亮作为本次大会发起者出席活动,并发表开幕致辞。他呼吁参会嘉宾以开放、合作的精神共同推动行业整体进步。仰仪科技资深应用工程师邱文泽博士和格致检测委派嘉宾代表此次也应邀出席研讨会议,分别为锂电池热安全和热管理测试问题带来了完善的仪器与测试服务解决方案。此外,江汉大学王德宇教授、合肥学院杨续来教授、中汽研林春景博士、中国科学技术大学段强领博士,依靠各自在锂电池相关领域的深入研究为设计高性能电池产品,提升电池热管理系统安全提供了精彩的分享。仰仪科技与泰默检测重磅联手,锂电池热测试系列新品双双亮相!在大咖演讲之余,一场精心设计的新品发布会在嘉宾惊喜的掌声中揭开神秘的幕布。BIC-400A 电池等温量热仪电池等温量热仪在高集成度的台式主体外,配备了高性能油浴,使仪器控温范围达到-40℃-100℃;同时,借助可编程的恒流源控制,精确提升量热仪热焓测量准确性,为仪器带来强劲的性能提升。电池等温量热仪最大支持8通道传感器,全面测量锂电池样品各个方位的温度变化,大大降低温度分布对测试结果的影响。热腔支持多种尺寸锂电池样品测试需求,包括软包、方盒、18650、21700、26650等,基本覆盖市面上所有的电芯种类,让电池热测试拥有更加卓越的体验。TCA 3DP-160 3D热物性分析仪3D热物性分析仪依据3D传热模型和热成像测温原理研发。无须破坏制样的特点让这款仪器更适合于检测锂电池样品在实际应用场景中的性能。通过热像仪采集数据和反演分析能够获取丰富的热物性数据,让实验者在工作量大幅减少的同时还能更加准确地把握复杂样品的热物性。不仅如此,3D热物性分析仪还通过合作黑体在线校准功能、高适用性的控温样品舱及屏蔽罩等设计,大大削弱外部环境对实验过程的干扰。创新的测试原理让3D热物性分析仪拥有独一无二的竞争优势,将为锂离子电池热安全测试的应用研究工作带来全新的测试方法和优质体验。
  • 欧阳明高院士详解锂电池技术发展方向
    p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/60583ae0-3699-426f-8348-785105fbf7fb.jpg" title="ouyangminggao.jpg"//pp  近年来,随着国内外电动汽车产业的快速发展,作为核心零部件的动力电池产业备受关注,各家企业不仅要扩张产能规模确保产量供应,还面临着持续提升产品能量密度等关键指标的“攻坚战”。当前国内外动力电池技术进展如何?有哪些值得关注的前瞻性技术?未来数年的发展节奏是怎样的?近期,中国电动汽车百人会执行副理事长、中国科学院院士欧阳明高对上述行业关心的重点话题从技术角度进行回应,对业内外人士全面了解当前动力电池技术水平概况提供了重要参考。/pp style="text-align: center "strong  300瓦时/公斤目标取得重大突破/strong/pp  《汽车纵横》:安全、续驶里程长、寿命长等是消费者选购新能源汽车时考虑的关键性指标,动力电池是决定这些指标的核心零部件,近年来,在消费者需求及相关部门的政策法规推动下,安全、长寿命、高比能量的动力电池已成为产业需求的主流。比如2017年3月份,国家工信部等四部委联合颁布《促进汽车动力电池发展行动方案》,指出到2020年,要求新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤。目前国内动力电池技术在这些方面进展如何?达到哪些指标?/pp  欧阳明高:按照规划,2020年要实现动力电池能量密度300瓦时/公斤目标。目前承担新能源汽车专项项目的有三个团队:宁德时代新能源、天津力神和合肥国轩。这三个团队目前采用的技术路线大同小异,即正极采用高镍三元,负极是硅碳,这种电池目前技术指标已经接近应用要求,到2020年,比能量300瓦时/公斤的电池的产业化已经取得了实质性突破,现在从比能量角度看都已经达到,例如宁德时代新能源的电池研究成果的循环寿命基本在1000次左右,能量密度达到304瓦时/公斤,其他两家也差不多。当然还有部分企业安全性标准还没有完全满足。用300瓦时/公斤的单体电池大概能做出200-210瓦时/公斤的电池系统,因为基本是软包电池,而非方形电池。国内在去年年底、今年年初,动力电池的能量密度单体达到230瓦时/公斤左右,系统大约150瓦时/公斤左右。到2018、2019年还需要再提高50-70瓦时/公斤,我认为是可以做到的。至于单体350瓦时/公斤、系统260瓦时/公斤是我们力争的目标。/pp  如何落实2025年400瓦时/公斤的目标?/pp  《汽车纵横》:刚刚您提到,实现2020年300瓦时/公斤的目标在技术上已经有重大突破。再往后展望五年,到2025年动力电池将力争实现哪些目标?将采用何种技术路线?您认为哪种前瞻技术最值得关注?目前中国在这些前瞻技术领域有无研究?/pp  欧阳明高:面向2025年产业化,我们希望冲击单体电池能量密度达到400瓦时/公斤的目标。300瓦时/公斤的实现改变的是负极,从碳变成硅碳,到400瓦时/公斤要变的是正极,目前可选的正极材料有好几种,现在新能源汽车重点专项取得突破性进展的是高容量富锂锰基正极材料,有两个单位承担了前沿基础项目,一个是物理所,改善了富锂锰基正极循环的电压衰减,达到的指标是正极循环100周之后电压衰减降到了2%以内,这是一个重大的进展。另外一个是北京大学的团队,首次研制出了比容量400毫安时/克的富锂锰基正极,实现400瓦时/公斤应该是没有问题的,甚至可能更高。这更为开发比能量大于500瓦时/公斤的新型锂离子电池提供了可能,但循环尚存在一定不确定性。/pp  更加前沿的技术是固态电池。目前国内有多家研究机构和产业单位在做,包括中科院青岛能源所、宁波材料所,物理所等,也包括宁德时代新能源、中航锂电等。最近宁波材料所与赣锋锂业合作,投资5亿元人民币,致力于推进固态电池产业化,计划2019年量产,2020年产品进入电动汽车市场。固态电池无疑是2017年全球电池领域最热的一个技术名词。/pp style="text-align: center "strong  全固态锂电池技术何以在全球大热?/strong/pp  《汽车纵横》:固态电池与我们听到的全固态锂电池是否是一回事?什么才是全固态锂电池?如何理解这些概念上的区别?/pp  欧阳明高:全固态锂电池,这几个词每一个字都不能少、不能变,“全固态”与“固态”不同,“锂电池”和“锂离子电池”不是一个概念。所谓“全固态锂电池”是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态,不含任何液态组分的锂电池,所以我们全称是“全固态电解质锂电池”。根据其是否可以反复充放,可进一步分成全固态锂一次电池和全固态锂二次电池,一次电池其实已经有用的。全固态锂二次电池又分成全固态锂离子电池和锂金属电池,这两个概念又要区别,所谓全固态金属锂电池的负极用的是锂金属,目前在用的动力电池的负极多为碳、硅碳或者钛酸锂。/pp  全固态锂电池的概念比锂离子电池出现得更早,锂离子电池只有25年左右的历史,是日本人发明的,真正用于车上也就10多年,很年轻但是进步很快。早期所指的全固态锂电池,都是以金属锂为负极的全固态金属锂电池。这就是以前的概念。/pp  《汽车纵横》:固态锂离子电池跟全固态锂电池的具体区别是什么?/pp  欧阳明高:固态电池,不一定是全都是固态电解质,还有一点液态,是液态与固态混合的,差别在于混合的比例是多少。真正的固态锂离子电池,其电解质是固态,但在电芯中有少量的液态电解质 所谓半固态,就是固态电解质、液态电解质各占一半,或者说电芯的一半是固态的、一半是液态的,所以还有准固态锂电池,即主要为固态,少量是液态。/pp  《汽车纵横》:全固态锂电池有哪些特点特别是优势?为什么能引起全球动力电池产业的关注和投入研发?/pp  欧阳明高:主要因素是它能解决目前困扰动力电池发展的两大关键问题,即安全性差和能量密度低。全固态锂电池有几个潜在的技术优势,首先,它安全性高,由于采用高热稳定性的固态电解质,代替了易燃的常规有机溶剂电解液,电池燃烧问题可以得到有效解决。第二,能量密度高,由于金属锂的容量超高,基于相同正极时,固态金属锂电池与常规液态锂离子电池相比,其能量密度可以得到大幅提升。需要说明的是,由于固体电解质密度和使用量高于液态电解质,在正负极材料相同时,全固态锂电池优势不明显。第三,正极材料选择的范围宽,因为全固态锂电池可以直接采用金属锂为负极,不要求正极结构中必须含锂,一些高容量的贫锂态材料也可以作为正极 此外,无机固态电解质宽的电压窗口也为高电压正极材料的应用提供了可能。第四,系统比能量高,由于电解质无流动性,可以方便地通过内串联组成高电压单体,利于电池系统成组效率和能量密度的提高。/pp style="text-align: center "strong  真正的全固态金属锂电池技术尚未成熟/strong/pp  《汽车纵横》:从您介绍的优势来看,全固态锂电池能解决当前动力电池产品的不少不足之处。但它为何还没有大规模应用于市场?主要存在哪些问题?您如何评价这类技术的整体发展水平?/pp  欧阳明高:它的第一个问题是固态电解质材料的离子电导率偏低。现在有三种固态电解质,一种是聚合物,一种是氧化物,一种是硫化物。现在有用聚合物电解质的电池,搭载于法国的一些车辆上,它的问题就是需要加热到60度,离子电导率才上来,电池才能正常工作。目前氧化物电解质一般比液态的还要低很多。只有硫化物固体电解质的一些指标接近液态电解质,比如丰田就是用硫化物的固体电解质,所以固体电解质主要的突破是在硫化物的固体电解质。/pp  第二个问题就是固/固界面接触性和稳定性差。液体跟固体结合是很容易的,渗透进去即可。但是固体和固体接触性和稳定性就是它的很大的一个问题。硫化物电解质虽然锂离子导电率已经提高,但是仍然有界面接触性和稳定性问题。/pp  第三个问题是金属锂的可充性问题。在固态电解质中,锂表面同样存在粉化和枝晶生长问题。其循环性甚至安全性等还需要研究。当然还有一个问题,就是制造成本偏高。/pp  基于上述问题,特别是固态界面接触性、稳定性和金属锂的可充性问题,真正意义上的全固态金属锂电池技术,现在仍然还是不成熟的,还存在技术不确定性。目前展现出或者有突破的、有性能优势和产业化前景的主要是固态锂离子电池和固态聚合物锂电池。/pp  《汽车纵横》:目前国内外关于固态锂电池的研究进展如何?有哪些值得关注的企业或技术突破?/pp  欧阳明高:现在固态锂电池持续升温,美国、欧洲、日本、韩国、中国都在投入。各个国家心态不太一样。例如美国,以小公司、创业型公司为主。美国有两家公司值得关注,都是初创公司,一个是S-akit3,其最新研发的电池有望使电动汽车的续驶里程达到500公里,现在还处于初级阶段。还有一个Solid—State。美国主要立足于颠覆性技术。日本则专注于无机固体电解质的大容量的固态锂电池,最着名的是丰田公司,其产品将在2022年实现其商品化。丰田做的不是全固态锂金属电池,而是固态锂离子电池,其负极是石墨类,用硫化物电解质,高电压正极,单体电池容量15安时,电压是十几伏,我认为这是靠谱的。所以在日本,并没有颠覆,还是基于锂离子电池,正负极还可以用以前的一些材料或技术。韩国专注于无机固体电解质的大容量固态锂电池的研发工作,也采用石墨类负极而不是金属锂负极,与日本相似。中、日、韩三国的情况类似,因为我们已有了很庞大的锂离子电池产业链,不希望推倒重来。/pp style="text-align: center "strong  如何评价动力电池各技术路线的前景?/strong/pp  《汽车纵横》:针对当前国内外动力电池领域的技术发展现状,请您综合评估一下各种技术路线或研究方向的前景。/pp  欧阳明高:第一,锂离子动力电池有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标,目前国内外技术研发基本处于同一水平,但安全性研究尚待加强。这种电池的核心是安全性。/pp  第二,作为实现远期目标的两类新体系,锂硫、锂空气电池方面,目前国内外进展相对缓慢,2017年没有看到突破性的进展。从原理来看,锂硫电池的重量比能量跟体积比能量基本相当,所以它的体积比能量要提上来是有相当难度的。新能源乘用车特别是轿车对体积比能量的要求可能比重量比能量还要重要,虽然有400瓦时/公斤的电池,体积比能量也只有400瓦时/升,这对于轿车而言不太好用。一般情况下,锂离子电池的重量比能量能达到300瓦时/公斤,体积比能量就可以达到600瓦时/升。锂空气电池集合了锌空气电池、氢燃料电池、锂二次电池的所有难点。相比而言氢燃料电池更具竞争优势。/pp  第三,固态电池的研发产业化持续升温,但受到固/固界面稳定性和金属锂负极可充性两大问题的制约,真正的全固态锂电池技术还没有成熟,但是以无机硫化物作为固态电解质的锂离子电池出现突破。总体看固态电池发展的路径,电解质可能是从液态、半固态、固液混合到固态,最后到全固态。至于负极,会从石墨负极到硅碳负极再到合金化负极,我们现在正在从石墨负极向硅碳负极转型,最后有可能采用金属锂负极,但是目前还存在技术不确定性。/pp  第四,中国在高容量富锂正极材料方面于2017年取得了一些突破,基于高容量富锂正极和高容量硅碳负极的革新型锂离子电池比锂硫和锂空气电池更具可行性。/pp  《汽车纵横》:根据各种技术进展的分析,您如何判断未来动力电池技术的发展趋势?预计将按照怎样的节奏推进?/pp  欧阳明高:我们专家组对动力电池技术的发展趋势做了一次优化迭代,(但这不是国家电池技术路线图的依据,仅供参考),具体如下:/pp  2020年,实现动力电池比能量300瓦时/公斤、比功率1000瓦时/公斤,循环1000次以上,成本0.8元/瓦时以内的目标是确定的,相对应的材料是高镍三元,现在国内动力电池用的镍、钴、锰的比例由3:3:3转向6:2:2,再转变为8:1:1,即镍变成8,钴的比例进一步降到1甚至是0.5。负极要从碳负极向硅碳负极转型。这是我们当前的技术变革。/pp  到2025年,正极材料性能进一步提升,富锂锰基材料目前取得重要突破,当然还会有其他材料。2020-2025年,我们要努力实现动力电池比能量从300瓦时/公斤上升至400瓦时/公斤,每瓦时成本从0.8元以内降到0.6元以内。此时一般性价比的纯电动轿车合理的续驶里程是300—400公里。/pp  到2030年,希望在电解质方面取得突破,也就是2025-2030年最大的突破可能在电解质,固态电池会实现规模化、产业化,电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤。2030年,常规的电动汽车续驶里程应该可以达到500公里以上。当然需要其它技术的配合。如果电耗极大,例如冬天百公里电耗高达三四十度,电池再好也实现不了。现在电动车越做越大,例如大型SUV,车身重、风阻系数大,是一个值得改进的问题。/ppbr//p
  • 中国科大提出钙钛矿太阳电池新结构方案
    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。
  • 仪迈科技手持式折光仪电池可达15000次以上测量
    上海仪迈公司手持式折光仪研发团队通过对手持式折光仪的彩屏进行技术改进,使得仪器的耗电量进一步降低。经大量实验验证表明:手持式折光仪所携带的2节AA电池,可让仪器完成15,000次以上的测量。而市场上同类产品最高只能达到10,000次测量。
  • 工信部:适时开展钠离子电池标准制定 统筹引导钠离子电池产业高质量发展
    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。
  • 加研制出全光谱太阳能电池
    据美国物理学家组织网6月27日(北京时间)报道,加拿大科学家表示,他们研发出了一款新式的全光谱太阳能电池,其不但可以吸收太阳发出的可见光,也可以吸收不可见光,从理论上讲,转化效率可高达42%,超过现有普通太阳能电池31%的理论转化率。研究发表在最新一期的《自然光子学》杂志上。  此款基于胶体量子点(CQD)的高效串接太阳能电池由加拿大首席纳米技术科学家、多伦多大学电子与计算机工程系教授泰德萨金特领导的科研团队研制而成。论文主要作者王希华(音译)表示,该太阳能电池由两个吸光层组成:一层被调制用于捕捉太阳发出的可见光 而另外一层则可以捕捉太阳发出的不可见光。  萨金特介绍说,为了做到这一点,该团队用纳米材料串联成一个名为分级重组层的设备,能往返运输可见光层和不可见光层之间的电子,有效地将捕捉可见光的吸光层和捕捉不可见光的吸光层结合在一起,这样,两个吸光层都不需要妥协。  该研究团队在使用CQD制造太阳能电池方面一马当先,CQD这种纳米材料很容易被调制来对特定波长的可见光和不可见光作出反应。新式串联CQD太阳能电池捕捉光波的波长范围比普通太阳能电池更加宽泛,因此,从理论上讲,其转化率可达42% 相比之下,最好的单结太阳能电池的最大转化率仅为31%,而一般位于屋顶或日常消费产品中的太阳能电池的转化率仅为18%。  研制高效的、成本合理的太阳能电池是全球共同面临的巨大挑战。萨金特说:“全球都需要转化效率超过10%的太阳能电池,并希望能显著降低现有光伏组件的零售价。最新进展提供了一条切实可行的道路,其能最大限度地捕捉太阳发出的各种光线,有望提高转化率并降低成本。”  萨金特希望,在5年内,将这款新的分级重组层太阳能电池整合入建筑材料、手机和汽车零件中。
  • 什么是固态电池 ——迎接国际新一轮动力电池技术竞争
    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。
  • 蔡司《新能源汽车电池质量保证白皮书》:工业检测助推动力电池高质量发展
    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。
  • 科学家发展“表面功夫”揭示铝离子电池失效机制
    理解电化学储能器件的工作原理及失效机制,对指导高性能器件的开发具有重要意义。近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员傅强团队调变铝离子电池器件的工作环境和气氛,利用原位X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等研究储能器件发现,无水气氛下,铝离子电池电极中的阴阳离子重新分布导致电极发生结构和电子态的弛豫效应,即电池自放电。而在含水气氛下,环境中的水分子会插层到石墨电极层间,并与层间离子发生水解反应,导致石墨电极电子态去耦、插层阶结构退化。相关研究成果发表在《美国化学会志》上。当前,研究界广泛使用X射线衍射、X射线吸收谱、透射电镜和核磁共振等表征技术检测电极和电解质,进而获得相关体相信息。傅强表示,这种方式获得的体相信息多聚焦电极或电解质内部,很难了解表界面的电化学行为,因此急需发展原位/工况电化学表界面表征方法。长期以来,基于XPS、扫描探针显微镜等表面科学研究方法成功用于表面化学和多相催化,而将表面化学方法学用于电池器件等电化学过程的研究面临模型电化学储能器件构建等挑战。为此,团队突破了表面表征所需的超高真空工作环境和规整开放表面的局限,构建出基于两维材料电极的模型电化学储能器件,设计并加工系列可以对模型储能器件施加电场、改变气氛、表面表征的样品台和样品池,利用XPS、原子力显微镜、Raman、光学显微镜等对铝离子电池的工作过程进行工况表征并准确阐述该电池的工作机制,同时还发现了储能器件电极的表面效应。此次,为了探究铝离子电池气氛下的失效机制,团队将含水、氧气、氮气等不同气氛分别引入铝离子电池的工作环境,通过XPS、Raman等表界面研究发现,含水气氛下,电极与水反应发生水解,使组分改变,导致电池失效。而无水气氛下,电极则表现出自发的弛豫、自放电现象。该研究准确阐明电池过程的工作机制,并揭示了不同气氛下储能器件的失效机制。与此同时,团队还将表界面电化学研究方法扩展到锂离子电池等其他储能体系。傅强表示,未来,基于气氛、温度、外场可控的原位电化学表界面表征技术和方法有望广泛应用到二次离子电池、超级电容器、金属—气体电池等体系中的表界面反应研究中,阐明这些储能器件的工作原理和失效机制。相关论文信息:https://doi.org/ 10.1021/jacs.1c09429
  • 15省4市将启动动力电池回收利用试点工作
    p  3月初,工业和信息化部、科技部、环境保护部、交通运输部、商务部、质检总局、能源局七部委联合发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》。3月底,七部委颁发《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》。近日,工业和信息化部、科技部、生态环境部、交通运输部、商务部、市场监管总局、能源局七部委联合发文,发布《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》(以下简称:通知)。/pp  通知中确定了大面积的试点地区和公司:京津冀地区、山西省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、四川省、甘肃省、青海省、宁波市、厦门市及中国铁塔股份有限公司。从其中单独列入中国铁塔股份有限公司可以看出,国家将以强大决心推动回收动力蓄电池实现梯次利用,以广泛应用于储能领域。/pp  通知中特别强调,要强化科技支撑。统筹利用现有资源,充分发挥骨干企业、科研机构、行业平台及第三方认证机构等各方面优势,促进产学研用合作,重点加强关键共性技术攻关,建立完善动力蓄电池绿色制造、回收利用及处置污染防控等标准体系,形成动力蓄电池回收利用技术创新和推广应用机制。/ppbr//ppstrong附录:/strongbr//pp style="text-align: center "  strong工业和信息化部 科技部 生态环境部 交通运输部 商务部 市场监管总局 能源局/strong/pp style="text-align: center "strong  关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知/strong/pp工信部联节〔2018〕134号/pp  各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化、科技、生态环境、交通、商务、市场监管、能源主管部门,中国铁塔股份有限公司:/pp  根据《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》(工信部联节函〔2018〕68号)要求,工业和信息化部、科技部、生态环境部、交通运输部、商务部、市场监管总局、能源局组织对有关地区及企业申报的新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案进行了评议。经研究,确定京津冀地区、山西省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、四川省、甘肃省、青海省、宁波市、厦门市及中国铁塔股份有限公司为试点地区和企业。有关事项通知如下:/pp  一、加强组织领导。各试点地区要结合实际情况,成立试点工作领导小组。按照试点实施方案目标、重点任务和具体计划,明确各项任务分工,精心组织,加强协调,确保完成试点目标任务。/pp  二、注重区域协作。各试点地区要与周边地区建立联动机制,破解影响和制约协作开展的瓶颈问题。结合各自产业基础和特点,充分发挥区域互补优势,开展废旧动力蓄电池的集中回收和规范化综合利用,促进形成以点带面的协同发展格局,实现跨区域产业链融合发展。/pp  三、统筹推进回收利用体系建设。推动汽车生产企业落实生产者责任延伸制度,建立回收服务网点,充分发挥现有售后服务渠道优势,与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系。做好动力蓄电池回收利用相关信息公开,采取回购、以旧换新等措施促进动力蓄电池回收。/pp  四、积极探索创新商业模式。要充分调动企业积极性,引导产业链上下游企业密切合作,形成跨行业利益共同体。利用信息技术推动商业模式创新,建设第三方商业化服务平台和技术评估体系,探索线上线下动力蓄电池残值交易等新型商业模式,形成成熟的市场化机制。/pp  五、统筹产业布局和规模。结合本地区新能源汽车保有量、动力蓄电池退役量等实际情况,充分利用现有报废汽车、电子电器拆解以及有色冶金等产业基础,统筹布局动力蓄电池回收利用企业,适度控制拆解和梯次利用企业规模,严格控制再生利用企业(特别是湿法冶炼)数量,促进产业可持续发展。/pp  六、强化科技支撑。统筹利用现有资源,充分发挥骨干企业、科研机构、行业平台及第三方认证机构等各方面优势,促进产学研用合作,重点加强关键共性技术攻关,建立完善动力蓄电池绿色制造、回收利用及处置污染防控等标准体系,形成动力蓄电池回收利用技术创新和推广应用机制。/pp  七、抓好项目建设。以重点建设项目为抓手,带动试点工作整体推进,解决动力蓄电池梯次利用、高效再生利用等突出瓶颈问题,树立一批行业标杆企业,建设一批示范工程,促进相关标准及政策措施逐步完善。/pp  八、加大政策支持。制定出台支持动力蓄电池回收利用的配套政策措施,加强与相关产业政策的对接,充分利用现有税收优惠政策。创新投融资方式,引导金融机构及社会资本加大对动力蓄电池回收利用项目的支持力度。/pp  九、中国铁塔股份有限公司要按照试点实施方案目标、任务等要求,做好组织协调,通过重大项目建设保证示范工作落实。加强与试点地区的对接合作,发挥自身优势,在梯次利用商业模式构建、关键技术研发、标准规范研究及信息化平台建设等方面加强创新。/pp  十、加强过程管理。及时协调解决试点工作过程中遇到的问题和困难,注重总结推广试点工作的好经验、好做法,不断优化试点方案,确保试点工作扎实推进。/pp  十一、做好宣传解读。充分发挥新闻媒体作用,对废旧动力蓄电池的环境安全风险及国家有关政策进行广泛宣传,加大对违法行为的曝光力度,提升社会公众对动力蓄电池回收利用问题重要性的认知度,营造良好的社会氛围。/pp  十二、试点工作结束后,试点地区和中国铁塔股份有限公司要对试点完成情况进行总结,并报工业和信息化部。工业和信息化部将会同科技部、生态环境部、交通运输部、商务部、市场监管总局、能源局,在试点期满后组织开展试点评估,总结试点经验,进一步推动在全国范围内构建完善、高效、规范的动力蓄电池回收利用体系。/pp  其他非试点地区也应结合本地实际情况,尽快研究提出本地区具体实施方案,并将实施方案报工业和信息化部等七部门备案。要加强政府引导,推动汽车生产等相关企业落实动力蓄电池回收利用责任,构建回收利用体系和全生命周期监管机制。加强与试点地区和企业的经验交流与合作,促进形成跨区域、跨行业的协作机制,确保动力蓄电池高效回收利用和无害化处置。/pp style="text-align: right "  工业和信息化部/pp style="text-align: right "  科学技术部/pp style="text-align: right "  生态环境部/pp style="text-align: right "  交通运输部/pp style="text-align: right "  商务部/pp style="text-align: right "  国家市场监督管理总局/pp style="text-align: right "  国家能源局/pp style="text-align: right "  2018年7月23日/ppbr//p
  • 材料晶格研究加速新型锂离子电池电解质发展
    p  研究人员表示,分析和设计新离子导体的新方法为可充电电池提供了关键部件。新方法的应用可能会加速高能锂电池以及其他能量存储和传输装置(如燃料电池)的发展。br//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/3477e76a-b550-4f8f-87c2-f756b0769936.jpg" title="201803300842364192.png"//pp  该图揭示了意向电池电解质材料Li 3 PO 4的晶格结构。 研究人员发现,声波能够穿过固体材料,通过声音振动可以揭示离子带电荷的原子或分子如何通过晶格移动 ,以及它们如何在电池中实际的工作原理。在该图中,氧原子显示为红色,紫色金字塔形状为磷酸盐(PO4)分子。 橙色和绿色的球体是锂的离子。/pp  新方法依赖于对振动通过锂离子导体晶格方式的理解。新方法与抑制离子迁移的方式相关联。这提供了一种方法来发现具有增强离子迁移性的新材料,允许快速充电和放电。同时,该方法还可以降低材料与电池电极的反应性,材料与电池电极的反应会缩短电池的使用寿命。更好的离子迁移率和低反应性这两个特性——往往是相互排斥的。/pp  这个新概念是由W.M领导的一个团队开发的。该团队包括Keck能源教授Yang Shao-Horn,研究生Sokseiha Muy,最近毕业的年仅17岁的博士John Bachman,研究科学家Livia Giordano以及麻省理工学院,橡树岭国家实验室以及东京和慕尼黑的其他9所院校人员。他们的研究结果在 Energy and Environmental Science杂志上报道。/pp  Shao-Horn说,新的设计原则已经有五年的时间了。最初的想法始于她和她的团队用来了解和控制催化水分解,并将其应用于离子传导 - 这一过程不仅是可充电电池的核心,而且也是其他应用的技术关键,如在燃料电池和海水淡化系统中的应用。当带有负电荷的电子从电池的一极流向另一极(从而为装置提供电力)时,正离子以另一种方式流过电解质或夹在这些极之间,以完成流动。/pp  典型地,电解质以液体形式存在时,溶解在有机液体中的锂盐是当今锂离子电池中常见的电解质。但该物质易燃,有时会导致这些电池着火。通过新方法寻找一个可靠的材料来取代锂盐将消除这个问题。/pp  Shao-Horn说,存在多种有前景的固体离子导体,在与锂离子电池的正极和负极接触相比都具有不稳定性的特点。因此,寻找既具有高离子电导率又具有稳定性的新的固体离子导体是至关重要的。但是,通过对许多不同的结构族和成分进行分类,找到最有前途的结构无疑是一项大海捞针的工作。这就是新的设计原则的用武之地。/pp  我们的想法是寻找离子电导率与液体相当的材料,但必须具有固体的长期稳定性。Shao-Horn说研究人员被问到“基本原则是什么”,“在一般的结构层次上,是什么设计原则来控制所需属性的”。研究人员回应理论分析和实验测量相结合的方法现在已经有了一些结果。/pp  该论文的第一作者Muy说:“我们意识到有很多材料可以被发现,但是没有理解或者共同的原则让我们能够合理化发现过程。我们想出了一个可以封装我们的理解并预测哪些材料将处于最佳状态的想法。”/pp  Shao-Horn 说,关键是要观察这些固体材料的晶格性质。这决定了诸如热波和声子之类的振动是如何通过材料的。这种观察结构的新方法最终证明能够准确地预测材料的实际性能。一旦你知道了某物质的振动频率,你就可以用它来预测新的化学性质或解释实验结果。/pp  研究人员观察到使用该模型确定的晶格特性与锂离子导体材料的导电性之间具有良好的相关性。她说,“我们做了一些实验来实验性地支持这个想法”,并发现结果非常吻合。/pp  他们特别发现,锂的振动频率本身可以通过调整晶格结构、使用化学取代或掺杂剂来微妙地改变原子的结构排列来进行微调。/pp  研究人员表示这个新概念现在可以提供一个强大的工具,用于开发新的性能更好的材料,从而可以大幅度提高可存储在给定尺寸或重量的电池中的功率量,并提高安全性。他们已经用这个新方法筛选出了一些新的材料。而且这些技术还可以适用于分析其他电化学过程的材料,如固体氧化物燃料电池,基于膜的脱盐系统或产生氧气的反应。/pp  该团队包括麻省理工学院的张浩勋, Douglas Abernathy,Dipanshu Bansal和Oak Ridge的Olivier Delaire 东京工业大学的Santoshi Hori和Ryoji Kanno 以及宝马集团位于慕尼黑的研究电池技术公司的Filippo Maglia,Saskia Lupart和Peter Lamp。这项工作得到了宝马,国家科学基金会和美国能源部的支持。/pp  文章来自azonano网站,原文题目为Design principles could point to better electrolytes for next-generation lithium batteries/ppbr//p
  • 新能源汽车飞速发展,电池质量决定优胜劣汰
    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。
  • 氢能产业要发展,质量检测标准应先行!——访氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组组长潘义研究员
    为推进气候变化治理和能源转型,促进能源行业供给改革,保障国民经济和民生的可持续和高质量发展,我国以负责任的大国担当态度提出了“3060双碳”目标。氢能因其来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生的特点,成为我国节能减排和能源变革过程中最理想的能源互联媒介。近几年,国家各部委和地方政府密集出台了一系列促进氢能产业发展的顶层设计方案,以中石化、中石油、国家能源集团、国家电投等为代表的相关央企纷纷布局氢能产业链。质子交换膜燃料电池(PEMFC)汽车作为氢能利用的重要场景,我国早在2006年就将其列入了国家中长期科学和技术发展规划纲要。氢气作为燃料电池汽车的能量载体,其质量的优劣将直接影响PEMFC的运行和寿命正常与否。国内外相关科研机构围绕氢气中杂质组分对燃料电池的损伤机理开展了大量的探索与验证工作,各种微痕量杂质对燃料电池会产生不同的影响:水含量过高会使气体的扩散效率下降,阻止气体到燃料电池的催化层进行反应,影响燃料电池的效率、稳定性和耐久性;二氧化碳、甲烷、氮、氩、氦等杂质组分会降低氢气的分压,导致燃料电池局部氢气供应不足,可能造成电池反极并发生碳蚀现象;一氧化碳会占据 PEM 催化剂的活性位而阻碍氢气在催化剂上的吸附,降低氢气电离出质子的速率,严重时会导致催化剂完全失活;不同种类的硫化物如硫化氢、硫氧碳、二氧化硫、硫醇、硫醚等都会对PEMFC 阴极催化剂产生不可逆的毒化作用;甲酸和甲醛具有类似的毒化作用,两者均会在电池膜电极催化剂表面产生吸附,从而降低反应表面积;氨会降低电池电极电化学反应界面,对 PEMFC 性能产生不可逆的损坏;卤离子在电池阴极上与氧气的竞争吸附会影响燃料电池的工作效率,降低电池性能;颗粒物杂质会占据膜电极的活性位影响电池性能效率,并会影响氢气储存和反应系统的安全[1]。氢燃料质量相关标准的进化史目前ISO以及各个国家针对PEMFC所用燃料氢气中对电池性能以及关键零部件会会造成损害的杂质组分/种类和限值都作了明确的规定,并制定了相应的标准,如ISO 14687:2019、ISO 21087:2019、ISO 19880-8:2020、BS EN 17124:2018、SAE J 2719:2015和GB/T 37244-2018等。我国PEMFC汽车用燃料氢气的现行产品标准为GB/T 37244-2018,最初是以团体标准T/CECA-G 0015-2017的形式于2017年12月发布实施,后在2018年12月以国家标准的形式发布,2019年7月开始实施,该标准中对杂质组分种类和限值要求完全参照国际标准ISO 14687-2:2012和SAE J2719:2015。ISO 14687系列标准经历20多年的制定完善过程,最初以氢燃料质量标准ISO 14687:1999版本发布,后经2004年美国能源部召开的研讨会讨论将氢燃料的关注重点由纯度(Purity)转变为质量(Quality),并与2012年形成ISO 14687-2:2012,该标准系统规定了14类杂质组分的组成和限值要求。目前国际上现行有效的产品质量标准 ISO 14687:2019 由ISO/TC 197 Hydrogen technologies(国际标准化组织氢能技术委员会)于2019年发布,相较于国内现行版本 GB/T 37244-2018 有以下异同处(具体指标见表1)。BS EN 17124:2018规定的内容与ISO 14687:2019完全一致。在对氢气纯度、非氢气总量、水、氧、氦、二氧化碳、一氧化碳、氨、甲酸、总卤化物、最大颗粒物浓度等这11个指标的要求上,ISO 14687:2019与GB/T 37244-2018保持了一致。两者的主要区别在于,ISO 14687:2019放宽了对甲烷、氮、氩和甲醛等4个杂质含量限值的要求,其中对甲烷的含量限值作了单独规定,为100 μmol/mol;氮和氩由原来的合计不超过100 μmol/mol,更改为各自不超过300 μmol/mol;总烃含量的计量方式由“按照甲烷计”更改为“按照C1计且不包含甲烷”;甲醛的含量限量值由原来的0.01 μmol/mol提高为0.2 μmol/mol;总硫含量的计量方式也由“按照硫化氢计”更改为“按照S1计”。此外,ISO 14687:2019还针对一氧化碳、甲醛、甲酸的总含量提出不可超过0.2 μmol/mol的要求。需要注意的是,ISO 14687:2019标准内“总硫”参数所推荐的检测方法ASTM D7652已经于2020年作废了,目前ISO/TC 197正在组织开展ISO 14687:2019下一个版本的修订工作。表1. 国内外现行标准对燃料电池用氢杂质组分的限量值要求项目名称GB/T 37244-2018ISO 14687:2019氢气纯度(摩尔分数)99.97%99.97%非氢气总量300 μmol/mol300 μmol/mol单种/类杂质的最大浓度水(H2O)5 μmol/mol5 μmol/mol总烃2 μmol/mol(按甲烷计)2 μmol/mol(按Cl计、不含甲烷)甲烷(CH4)/100 μmol/mol氧(O2)5 μmol/mol5 μmol/mol氦(He)300 μmol/mol300 μmol/mol氮(N2)100 μmol/mol(两者总量)300 μmol/mol氩(Ar)300 μmol/mol二氧化碳(CO2)2 μmol/mol2 μmol/mol一氧化碳(CO)0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol总硫0.004 μmol/mol(按H2S计)0.004 μmol/mol(按S1计)甲醛(HCHO)0.01 μmol/mol0.2 μmol/mol甲酸(HCOOH)0.2 μmol/mol0.2 μmol/mol氨(NH3)0.1 μmol/mol0.1 μmol/mol总卤化物(按卤离子计)0.05 μmol/mol0.05 μmol/mol颗粒物1 mg/kg1 mg/kg我国现行质子交换膜燃料电池汽车用氢气GB/T 37244-2018中提出了需要关注的氢燃料质量有影响的系列杂质组分限量值要求,并针对每种杂质组分分别引用了不同的分析方法标准。考虑到氢气背景条件下的适用性,从经济适用性等角度考虑,笔者认为部分方法标准还存在可以优化和提升的空间。氢能工作组全力开展检测方法标准化体系建设工作产业要发展,标准需先行。质子交换膜燃料电池用氢气作为产业“前端生产的产品”和“后端应用的原料”,建立准确可靠、具有溯源性的质量检测分析方法标准体系至关重要。在制定标准的过程中,要注重标准的质量:既不能造成标准实施过程中技术门槛和成本过高,现场适用性差,变为“僵尸标准”;亦要注意尽量采用先进的技术和方法,有利于技术的更新迭代,促进产业进步发展;既要响应国家提倡的分析仪器装备国产化要求,尽量实现技术自主可控;同时还要兼顾氢能产业对在线和离线测试需求的特点。为了健全我国氢燃料质量分析方法标准体系,2019年3月7日,经全国气体标准化技术委员会批准,依托中国测试技术研究院化学研究所为秘书处,成立全国气体标准化技术委员会气体分析分技术委员会氢能与燃料电池分析方法标准制定工作组(SAC/TC206/SC1/WG1,以下简称“氢能工作组”),氢能工作组负责国内氢能与燃料电池领域气体分析标准化的归口工作。工作组成立之后,在全国气体标准化技术委员会的指导下,秘书处承担单位组织科研人员,并联合工作组各成员单位,针对GB/T 37244和ISO 14687标准中规定的质子交换膜燃料电池汽车用氢气质量检测所涉及到的所有气态组分杂质和颗粒物组分杂质的取样和检测开展联合科研攻关和标准化工作,主要包括各类组分分析方法标准,气体分析术语标准,气体标准样品/物质制备方法,气体采样、取样方法标准等方面。如何确保痕量甚至是超痕量水平的测量需求,准确的取样、高水平的分析方法以及量值稳定、准确、可靠的气体标准物质是非常重要的三个环节。基于以上原则,结合全国气体标准化技术委员会在气体分析方法标准领域的经验积累和氢能工作组的技术优势,我们从2019年开始组织开展了大量针对性的标准化研究工作,目前已经联合国内外的优势分析仪器厂家共同开发了多个整体解决方案。针对不同指标灵活搭配检测仪器针对8个无机和烃类杂质组分需要3台不同仪器检测的问题,中国测试技术研究院的研究人员以岛津GC-2030气相色谱为应用测试平台,采用多阀多柱,热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱分析方法,实现一次进样完成8个参数的准确定性定量分析,分析谱图见图1,实验表明THC、CO、CH4、CO2、Ar、O2、He、N2的线性相关系数R20.995,检出限分别为0.020 μmol/mol、0.033 μmol/mol、0.039 μmol/mol、0.14 μmol/mol、0.25 μmol/mol、0.32 μmol/mol、9.5 μmol/mol、1.7 μmol/mol。图1. 氢气中甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧、氦、氮、氩等7个组分的连续7次进样典型谱图针对标准中限值最为严格和分析难度最大的总硫含量(4 nmol/mol),中国测试技术研究院的研究人员开发了基于不同来源的氢气中9种典型硫化合物的低温富集与GC-SCD相结合的在线分析解决方案。此方案主要包括高准确度微痕量氢气中多组分硫化物混合气体标准物质、集成了在线动态稀释功能的半导体低温富集系统和硫化学发光气相色谱仪。结果表明此系统的校准曲线的相关系数高于0.999,仪器检出限不高于0.050 nmol/mol,方法检出限最低可达到0.01 nmol/mol,精密度和准确度令人满意(RSD5%,SD15%)。开发的系统成功地应用于实际样品分析[2]。在该方案中,将毛细管色谱柱更换为非保留色谱柱即可用于氢气样品中总硫的分析。图2. 低温富集-GC-SCD在线分析系统数据示意图(出峰顺序为:H2S、COS、CH3SH、C2H5SH、CH3SCH3、CS2、CH3SC2H5、C4H4S和C2H5SC2H5)(左图浓度为0.1、0.2、0.5、1、4、8、10、15、20、30和40 nmol/mol;右图为0.1、0.2,0.5和1 nmol/mol)图3. 燃料电池汽车用氢中痕量硫化物解决方案系统组成图标准的最大价值在于服务社会进步、经济发展和产业创新,其最大使命在于指导、规范和约束使用者得到合理、科学和准确的结论。分析方法在实验室离线使用以及现场在线应用中,要充分考虑方法的适用性、合理性、安全性和经济性,氢能工作组在充分调研和前期实验研究的基础上,紧跟国际上最新的燃料电池用氢气质量标准ISO14687:2019中规定的杂质组分组成和限值要求,分别整理了一些分析方法解决方案供检测实验室和现场参考使用,具体见表2。表2. 针对ISO 14687要求的气体杂质组分分析方法解决方案杂质参数名称限量值要求分析方法解决方案总烃(按Cl计、不含甲烷)2 μmol/mol“三阀四柱+GC-(TCD+FID+MTN)”,在线/离线(注:可采用电化学氧气分析仪在线监控O2组分)甲烷(CH4)100 μmol/mol一氧化碳(CO)0.2 μmol/mol二氧化碳(CO2)2 μmol/mol氧(O2)5 μmol/mol氦(He)300 μmol/mol氮(N2)300 μmol/mol氩(Ar)300 μmol/mol总硫(按S1计)0.004 μmol/mol“低温富集+GC-SCD”,在线/离线甲酸(HCOOH)0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”,在线/离线甲醛(HCHO)0.2 μmol/mol“FTIR”或“低温富集+GC-MS”或“CRDS”,在线/离线氨(NH3)0.1 μmol/mol“FTIR”或“CRDS”或“在线吸收-离子色谱法”,在线/离线总卤化合物(按卤离子计)0.05 μmol/mol无机卤化物:“在线吸收-离子色谱法”,在线/离线;有机卤化物:“预浓缩+GC-MS”或“预浓缩+GC-ECD”,在线/离线水分5 μmol/mol露点法、电容法、石英晶体震荡;在线/离线颗粒物1 mg/kg在线滤膜取样+称重法目前,氢能工作组正在组织开展的与燃料氢气质量检测相关的国家标准制修订项目有:“气体分析 质子交换膜燃料电池用氢气质量分析方法 指南(制定)”、“气体分析 微型热导气相色谱法(制定)”、“GB/T 28726-2012 气体分析 氦离子化气相色谱法(修订)”、“气体中微量水分的测定”系列标准修订,“气体中微量氧的测定”系列标准修订等;正在开展的团体标准制定项目:《气体分析 氢气中硫化物含量的测定 低温富集-硫化学发光气相色谱法》、《气体分析 氢气中氨含量的测定 光腔衰荡光谱法》、《气体分析 氢气中氩、氧、氦、甲烷、非甲烷总烃、一氧化碳、二氧化碳含量的测定 气相色谱法》。同时,氢能工作组已组织团队完成了“氢气中甲烷、一氧化碳、二氧化碳、甲醛、甲酸、氨和氯化氢的测定 傅里叶变换红外光谱法”、“氢气中卤化物的测定 在线吸收-离子色谱法”、“甲醛的测定 低温富集-气相色谱/质谱法”、“气体中微量水分的测定 电容法”、“高压气态氢气的取样方法”等系列方法标准的前期验证试验工作,下一步将在全国气体标准化技术委员会的组织下积极申报国家标准,完善涉及燃料氢气质量检测相关的取样和分析方法标准体系,满足我国氢能产业高质量发展对气体分析标准化的需求。参考文献[1] 潘义,邓凡锋,王维康,杨嘉伟,张婷,林俊杰,龙舟,姚伟民,方正.车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例[J].天然气工业,2021,41(04):115-123.[2] Yi P, Feng F D, Zheng F, et al. Integration of cryogenic trap to gas chromatography-sulfur chemiluminescent detection for online analysis of hydrogen gas for volatile sulfur compounds[J]. Chinese Chemical Letters, 2021(DOI:10.1016/j.cclet.2021.05.067)(作者:中国测试技术研究院化学研究所 潘义,邓凡锋)
  • 诺贝尔奖加持下,电池行业未来无限
    ——华洋科仪参展第二十次全国电化学大会 随着诺贝尔化学奖的揭晓,锂离子电池研发受到褒奖的同时,整个电池领域再次备受关注。10月25-28号在长沙举行的第二十次全国电化学大会,围绕“推进产业发展的电化学”主题,设立了包括基础电化学、纳米材料电化学、锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、固态电池、燃料电池、液流电池、金属空气电池、超级电容器、电催化、电分析与生物电化学、太阳能及光电化学、资源与环境电化学等二十余个主题分会场,预示着电池行业的再次蓬勃发展。大会开幕式 全国电化学大会由中国化学会电化学委员会主办,华洋科仪作为中国化学会电化学委员会会员单位,以及国内仪器行业的知名企业,赞助了此次盛会的中国电化学会佳参会组织工作奖。开幕式颁奖 华洋科仪还赞助了此次盛会的展位,向与会的专家学者们展示了全球电化学领导品牌法国Bio-Logic的电化学工作站和电池测试系统,吸引了来自全国各地的电化学和电池领域的专家们的广泛关注。华洋科仪展位 诺贝尔化学奖获得者在锂离子电池研究工作中就选择了Bio-Logic高精度电化学工作站。Bio-Logic作为全球电化学领导品牌,一直注重新技术的开发和新应用的推广。华洋科仪在此次大会期间举办了两场国际专家团队出场的前沿技术应用报告会,分别邀请了Bio-Logic的电化学应用专家Sebastien博士、电池测试系统应用专家Nicolas博士、以及扫描电化学应用专家Samantha博士作了各领域的新技术报告。分别为:- Application of scanning electrochemical microscopy tobattery research (Dr. Samantha) - Scanning probe electrochemistry for corrosionapplications (Dr. Samantha) - Doing right EIS measurement by using EIS qualityindicators & GEIS-adaptive amplitude(Dr. Sebastien)- Bio-Logic BCS8XX advanced cyclers for battery testing(Dr. Nicolas) 与会专家学者与Bio-Logic各专家进行深入交流、探讨,其中对扫描电化学在电池领域的应用、新的电池测试系统和新的EIS测试技术的专题讲解,与会专家学者表示受益匪浅。报告手册不仅包含专题讲座的PPT,还包含新的Bio-Logic电化学工作站和扫描电化学工作站论文文摘汇编,供您参考!错过报告的老师尚有报告手册领取,欢迎联系我们!华洋科仪举办的报告会 Bio-Logic电化学产品的很多客户都参加了此次盛会,华洋科仪接待了来自全国各地的新老客户。各位专家学者对Bio-Logic电化学产品的关注和肯定也给了我们很大的鼓舞。欢迎各界专家学者持续关注Bio-Logic电化学产品。华洋科仪电化学精英团队随时为您提供卓越的解决方案!华洋科仪2019年10月29日
  • 科学家研发出基于光纤的三维隐蔽型太阳能电池
    可再生能源和绿色能源是驱动未来经济发展的动力。作为重要的可持续能源技术之一,太阳能电池将成为主要能源以满足全球对能源的需求。在各类太阳能电池中,染料太阳能电池以其较高的性价比而得到了广泛应用。  传统的染料太阳能电池利用纳米颗粒和纳米线来提高其光电转换效率。然而这些都是基于二维的平面结构,从而限制了此类光电池效率的进一步提高。美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)王中林教授领导的研究小组研制开发出纳米和光纤技术相结合的三维染料太阳能电池。其独特的三维结构大大提高了同类太阳能电池的光电转换效率。这一最新成果近期发表在德国《应用化学》(Angewandte Chemie) 上。  王中林教授,魏亚光博士和研究生本杰明温超布将太阳能电池结构和光纤技术结合在一起,利用纳米结构实现了三维光电池的设计。光纤和纳米线混合结构的三维染料太阳能电池主体结构包括光纤和垂直生长于光纤表面的氧化锌纳米线阵列(如图所示)。太阳光从光纤一端延轴向入射并传播。三维太阳能电池的核心设计思想在于入射光在光纤内传播过程中多次反射。每一次反射过程中,入射光会通过氧化锌纳米线与其表面附着的染料相互作用。多次反射增加了入射光子与纳米线表面的染料相互作用的次数,从而大大增加了对光线的吸收以及光电子的输运效率。实验结果表明,对于同一个三维染料太阳能电池,相对于光线照射在光纤侧壁,光线延轴向传播将太阳能电池的能量转换效率提高了六倍。在一个太阳(AM 1.5)光照下,基于氧化锌纳米线的三维染料太阳能电池的光电转换效率达到3.3%。这一效率比此前报道的同类型二维染料太阳能电池的最高效率高出120%,比使用带有二氧化钛薄膜涂层的氧化锌纳米线的染料太阳能电池效率高出47%。  新型的三维染料太阳能电池在科研和实际应用中具有以下突出特点。从物理学的角度来看,以纳米线为基础的二维染料太阳能电池的表面面积较小,从而限制了染料的加载和对太阳光的吸收。增加纳米线的长度可以增大表面积,但纳米线的长度受到材料制备和电子扩散长度的限制。三维染料太阳能电池的独特结构克服了上述困难:入射太阳光在光纤内多次反射,在不增加电子输运距离的情况下多次与纳米线表面的染料相互作用,大大增加了对光线的吸收以及光电子的输运效率。在应用上,三维染料太阳能电池具有以下主要优点:首先,光纤的使用使得太阳能电池得以远程工作和具有高移动性。它可以工作在太阳光无法到达的地层和海洋深处 其次,三维染料太阳能电池可以有更小的尺寸,更高的效率,更大的流动性,更可靠的设计,更灵活的形状,并有可能降低生产成本 第三,三维染料太阳能电池可以在不同的光强下有效工作,具有较高的动态工作范围。此研究成果为设计使用光纤和有机、无机材料混合结构的三维高效多功能太阳能电池开辟了崭新方法和思路。  光纤和纳米线混合结构的三维染料太阳能电池结构和基本工作原理示意图。A)三维染料太阳能电池包括光纤和垂直生长于光纤表面的氧化锌纳米线阵列。图中上半部为传统光纤用于光线的远程传输,下半部为太阳能电池用于光电转换。B) 三维染料太阳能电池的细节结构。
  • Intertek获CITA认可,打造电池认证一站式解决方案
    认可范围 IEEE 1725及 IEEE 1625,同时覆盖移动电话和便携式计算机产品  上海2011年9月15日电 /美通社亚洲/ -- 全球领先的质量和安全解决方案提供商 Intertek (LSE: ITRK) 今天宣布,其上海分公司已获得 CTIA(美国无线通信和互联网协会)的 CATL(CTIA 批准的测试实验室)资质,可按照 CTIA 的 IEEE 1725标准(移动电话用可充电电池标准)和 IEEE 1625标准(便携式计算机可用可充电电池标准)为国内和全球制造商及其供应商提供便携设备电池的完整测试、认证和评估服务。  对于为美国主要通信服务提供商供应电芯、电池、适配器以及主机的制造商来说,取得 CTIA 认证是一项前提条件。CTIA IEEE 1725标准规定了移动电话用可充电电池的要求,CTIA IEEE1625标准规定了笔记本电脑和平板电脑用可充电电池的要求。这些要求还包括电池设计、生产、装配、漏电保护、过充电、机械性能和质量控制等方面的内容。  上海电池产品实验室是中国境内第一家获得 CBTL 资质的独立第三方实验室,获得 CTIA 认可后,进一步增强移动电话和便携式计算设备电池的服务能力,相关产品制造商和供应商可通过 Intertek 享受到完整的测试、认证、评估及咨询服务。  “Intertek 的这种优势将不仅增加客户达成协议的机会,还能使其享受到便利的一站式解决方案,”Intertek 信息和通讯技术副总裁 Darrell Lehman 表示,“市场竞争形势在不断改变,为了保持产品具有竞争优势,制造商也需要不断满足新标准和认证的更高要求。Intertek 可以帮助他们实现这一点,以崭新的快速一站式认证逐步改进企业的运作方式,更好的满足客户所需。”  关于 Intertek  Intertek 是全球领先的质量和安全服务机构,为众多行业提供专业创新的解决方案。从审核、检验、测试、质量保证到认证服务,Intertek 致力为客户的产品和体系增加价值,帮助客户赢得国际市场上的成功。Intertek 在全球100多个国家拥有1,000多家实验室和办事处,员工人数超过30,000人,凭借国际化的专业技术和资源,为客户提供优质的本地化服务。
  • 展会通知|搭配高科技,FLIR产品为氢能及燃料电池行业的蓬勃发展赋能!
    可再生资源——氢能随着中国正式进入“双碳时代”,可持续发展日益成为企业增长战略中的关键一环。氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,在全球的能源体系中占据着越来越重要的位置。氢能的应用氢是一种清洁燃料,在燃料电池中消耗,只产生水。氢气可以从各种资源中生产,如天然气、核能、生物质以及太阳能和风能等可再生能源。氢燃料可以通过多种方法生产。目前最常见的方法是天然气重整(一种热工艺)和电解,其他方法包括太阳能驱动和生物过程等。目前,氢能产业还属于初期,主要应用在交通领域,其关键技术是氢燃料电池。在氢能生产和应用中,总会遇到各种各样的问题,那么我们该如何解决呢?生产:压缩机泄漏——声像仪电解水制氢作为一种成熟的制氢方式现已被广泛应用。该方法会将制作好的氢气通入压缩机,然后储存加注到加氢车辆中。如果未来建造大量的加氢站,那么对压缩机泄漏检测的要求也将提高,这是一个非常巨大的市场。目前主要是在线和接触式检测工具,但这种检测方式繁琐又不十分准确。幸好,声学成像仪的出现,让非接触精准检测气体泄漏成为可能。FLIR Si124-LD Plus是菲力尔专门为压缩空气泄漏检测设计的最新工业声像仪,其重量轻、可单手操作, 内置124枚麦克风,检测频率范围为2kHz至65kHz(范围可根据实际情况调整),涵盖了更宽范围的可听声和超声波,自动滤波、自动测距和连续自动校正功能,让用户在嘈杂的环境中也能直观地显示压缩机气体泄漏源的超声波信息,生成精确的声学图像,大大提升了气体泄漏检测的工作效率!应用:氢燃料电池研发——热像仪氢燃料电池的膜电极是燃料电池电化学反应发生的区域,是整个燃料电池系统的核心部件,由于薄膜针孔或者边框封装等缺陷的存在,稍有不慎就可能会引发氢气泄漏。在其设计和研发过程中,一定要选择一款高灵敏度的红外热像仪进行监测,避免任何漏洞的出现。比如FLIR T1K(包含T1010、T1040和T1050SC)配有1024x768像素的非制冷红外探测器,其灵敏度是非制冷传感器行业标准的2倍,所生成的图像质量非常出众。搭配尖端技术——UltraMax高清图像增强技术和MSX专利技术(专利号:201380073584.9),能生成最高达310万像素的明亮清晰的热图像。这样用户在监测氢燃料电池的研发和测试过程中,即使微小的温度变化也能捕捉到,快速发现故障点,避免因氢气内漏而降低效率和形成氢氧界面等问题给电池运行带来的严重风险。我国从“十一五”时期开始关注氢能和燃料电池产业的基础研究,2019年首次将氢能写入政府工作报告。2022年3月,国家发展改革委和国家能源局印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》促进氢能产业高质量发展。在政策和行业标准的引导下,氢能及燃料电池行业技术快步提升,产业发展进入快车道。为推动氢能与燃料电池技术融合发展,实现产业共赢,2023国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC 2023)将于7月5-7日在上海汽车会展中心召开。届时,菲力尔将携众多高端产品参会,相关行业的小伙伴一定要来我们的展位试用下产品哦~FCVC 2023 7月5日-7日 上海汽车会展中心展位:B126氢能产业是科技和资本密集型产业涉及领域包括新材料、电力装备新能源汽车、航空航天、国防军工等氢能未来将会成为一大能源趋势来参展的小伙伴不妨来FLIR展位瞧瞧亲手试验下FLIR高科技产品是如何辅助氢能的生产和研发我们还为您准备了神秘礼品哦~7月5日-7日小菲在展位:B126期待您的莅临~
  • 科学家研制出含铁燃料电池催化剂
    新材料不含贵金属 成本不再高企  近日,中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室博士邓德会、研究员潘秀莲、院士包信和等与洁净能源国家实验室燃料电池研究部合作,首次完成用铁替代燃料电池催化剂中贵金属的实验。相关研究成果日前在线发表于《德国应用化学》。  据了解,利用氢气发电是未来先进可持续能源体系发展的重要目标。为了实现这一目标,作为重要能量转换装置的质子交换膜燃料电池将会发挥不可替代的作用。然而,该类燃料电池需要大量的贵金属,如铂、钯、钌等作为催化剂,进而影响了其大规模应用。因此,大幅降低燃料电池电极材料中的贵金属含量,并最终采用地球上丰富的“廉”金属元素完全替代贵金属已成为该领域的重大机遇和挑战。  为此,该研究团队创造性地将铁基金属纳米粒子限域到具有豆荚状结构的碳纳米管的管腔中,采用该研究组新近研制成功的深紫外光发射电子显微镜,并借助上海光源先进的X射线吸收谱,结合理论计算,首次观察到金属铁的活性d电子通过与组成碳管壁的碳原子相互作用而“穿过”碳管管壁,使富集在碳管外表面的电子直接催化分子氧的还原反应。  该实验和理论研究进一步证实,在这一体系中,包裹纳米金属铁的碳壁阻断了反应气体与铁纳米粒子的直接接触,从原理上避免了反应过程中活性金属铁纳米粒子的深度氧化以及反应气氛中其他有害组分对催化剂的毒害,从而在根本上解决了纳米金属铁作为燃料电池阴极催化剂的稳定性难题。  业内专家认为,该项研究不仅为燃料电池催化剂的贵金属替代研究提供了行之有效的途径,而且,由此发展出来的概念为在苛刻条件下运行的催化剂的设计和制备开辟了新方向。  以上研究得到了国家自然科学基金委和科技部等相关项目的资助。
  • 脱颖而出——岛津携手三星SDI天津工厂锁定锂电池元素分析
    为了确保材料性能和电池安全性,元素分析一直是锂电企业的重点检测项目。等离子体发射光谱(ICP-OES)作为兼具灵敏度和基体耐受性的多元素分析技术,是锂电企业元素分析的顶梁柱。天津三星视界有限公司,也称三星SDI天津工厂,于2019年10月导入了岛津ICPE-9820用于正负极材料的分析。两年多来,小I(ICPE-9820)在三星SDI工厂鉴比例、控杂质,严把质量关。今天,我们来聊聊小I与三星SDI的结缘故事。 三星SDI之天津三星视界有限公司 目前,全球锂离子电池行业(本文中所提到锂电池均指锂离子电池)呈现中、日、韩三足鼎立的格局。作为韩国锂电池三强之一,三星SDI在锂电领域的成绩颇为突出。根据韩国市场研究机构SNE Research制作的2021年11月全球动力电池企业榜数据,三星SDI动力电池装机量排名第六。 图1 三星SDI天津工厂 三星SDI天津工厂,成立于1996年9月,由三星SDI和天津市电子仪表工业总公司合资成立。作为成熟的锂离子电池生产企业,天津工厂业务涵盖显示和电池领域,尤其消费电池多年居全球前列。 小I与三星SDI之缘起 为了保证电池安全性和性能,生产中对材料和工艺均有严格的监控指标。电池材料中,正极、负极、隔膜和电解液是关键组成部分,直接影响电池安全、寿命和能量密度。其中主体元素配比和杂质含量对产品质量控制与产品性能具有重要影响。因此,元素分析是锂电池企业日常检测的重要项目。 在三星SDI天津工厂,电池产线参考韩国总部配套了两台ICP用于主量元素和杂质元素的分析。由于样品量大,小I的两台同行有时会出现故障,所以迫切需要新成员来分担检测压力。 小I与三星SDI之结缘 灵敏度和精密度评估 2019年8月,三星SDI天津工厂启动了新的仪器评估计划。小I(ICPE-9820)代表岛津参加了本轮比对测试,对给定溶液中的Cr、Fe、Ni和Zn元素进行测试,评估灵敏度和精密度。 表1 灵敏度评估结果 在灵敏度和精密度评估中,小I的各项数据均优于客户现有仪器:标液回收率为98.8%-101%,优于97.2%-103%;RSD值<0.99%,优于<3.67%. 表2 精密度评估结果 注:带*的数据由已有品牌ICP-OES测定,标液浓度为0.25mg/L. 图2 岛津ICPE-9800系列电感耦合等离子体发射光谱仪 未知样测试评估 在两个未知样品的测试中,两台仪器所得结果相近,但小I仍表现出更好的精密度。 表3 样品分析结果注:带*的数据由已有品牌ICP-OES测定。2#样品Ni的分析结果偏高,可能是样品运输中污染导致。N.D.代表未检出。 出色的表现让小I在本轮评估中脱颖而出。2019年10月,三星SDI天津工厂与岛津完成合作,小I入驻天津,开始承担起锂电正负极材料的品质监控任务。 小I与三星SDI之驻厂体验 初一入厂,小I就迅速进入角色,与其它两位ICP伙伴一同分担正极中主量元素、正负极和电解液中杂质的检测,丝毫不显新人的青涩,在主量元素和P、S等深紫外杂质元素的分析上甚至承担了更多的工作量。 不过,厂内的工作确实很辛苦,小I和小伙伴们都是24h连轴转,因为不管白天还是晚上,产线上的样品都是间隔一段时间就送来一批。小I因为是真空光室,轻装上阵不需要吹扫,晚间的样品常常以它作为主力军,小I从不挑拣拉胯,照单全测,体现出应对复杂基体的耐受性。更难能可贵的是,小I的状态很好,入厂至今,“身体”一直倍儿棒,测嘛嘛香。 小I优秀背后的坚持 小I出色的表现,得益于它的自身条件,独特的真空光室,赋予了它对P、S等深紫外区元素的高灵敏度和稳定性,更无需吹扫,运行起来经济又方便。而垂直炬管和CCD检测器的设计则让它对各种基体都能适用,而且数据处理上十分灵活。 图3 岛津ICPE-9800性能特点 当前锂电行业发展如火如荼,小I系列在锂电材料检测上的应用也越来越广泛,例如以标准加入法测试三元材料元素杂质和内标法测试主量成分(表4),在对正负极材料中S元素的测试上表现尤其出色(图4)。 表4 三元材料中杂质元素检测备注:*样品结果浓度单位%;N.D.-未检出。 图4 负极材料中S元素分析稳定性 用户心声 2019年10月至今,两年多的时间里,小I在三星SDI天津工厂坚守岗位,稳定发挥,获得了用户的一致好评。让我们听听来自用户的声音—— “我们以前有两台其它品牌的ICP,但有时候会出故障。我们这儿是24h三班倒的,仪器一坏就麻烦了。所以19年导入新ICP的时候,我们也经过了全面的考察,比如标准曲线线性、检出限、稳定性、测样速率等,最后选择了参数更好的岛津ICPE-9820。但故障率还是用久了才能体现,所以刚安装时候也担心。现在两年多用下来,都没出过什么问题,而且数据比那两台还稳定,我们很满意。现在主要就用这台的数据,它还有一点挺方便的,不用吹扫,稳定得很快,我们都爱用!” 图5 三星SDI天津工厂的岛津ICP-9820运行中 结语 ICP-OES作为兼具灵敏度和基体耐受性的多元素分析技术,对锂电池行业原材料和正负极材料、电解液等主量成分和杂质元素检测分析均具有良好适用性。岛津ICPE-9800系列在性能比对中脱颖而出,顺利入驻三星SDI天津工厂,更在两年多的使用中表现出优越的稳定性和耐受性,为锂电产品保驾护航,助力锂电行业稳健发展。 撰稿人:张敏 *本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 北斗仪器出席2023锂电池用胶粘材料技术与应用创新论坛
    2023(第一届)锂电池用胶粘材料技术与应用创新论坛,我们在现场等您 顺应中国锂电池产业迅猛高速发展的形势,为助推中国锂电池用胶产业快速高质发展, 粘接资讯、新材料产业联盟、深圳市电池行业协会等单位特携手于在深圳联合举办 “2023(第四届)中国新兴用胶市场技术创新与发展论坛“暨 “2023(第一届)锂电池用胶粘材料技术与应用创新论坛”。2023(第一届)锂电池用胶粘材料技术与应用创新论坛,我们在现场等您造成电池出故障的原因有以下几个方面 新能源汽车,是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势,也是未来汽车产业发展的一个主要方向。作为新能源汽车的动力之源,动力电池出故障是引起安全性的主要原因,新能源汽车约80%故障来源于动力电池。调查发现,造成电池出故障的原因有以下几个方面:电池漏液、局部短路、绝缘受损。当电池受到外力撞击、过度充放电热量堆积时都可能产生上述问题,最造成起火爆炸事故。为提高动力电池的安全性,对胶黏剂的选择也提出了更高要求。北斗仪器-我们在现场等您广东北斗精密仪器有限公司作为此次参展商,给大家携带了一款我们的明星产品-CA200视频接触角测量仪,该产品适用于固体表面处理评价、等离子清洗效果分析、表面清洁度分析、固液体之间或固体黏驸特性研究、液体配方设计、表面印刷性能的表征、分析表面改性、玻璃(包括塑料或金属等固体)表面润湿性研究等。在手机制造、玻璃制造、表面处理、材料研究、化学化工、半导体制造、涂料油墨、电子电路、纺织纤维、医疗生物等领域,接触角测量已经成为了一项评估表面性能的重要仪器。
  • 中国科大研制出完全非贵金属驱动的碱性膜燃料电池
    近日,中国科学技术大学高敏锐教授课题组设计并研制了一种完全由非贵金属驱动的碱性膜燃料电池(AEMFC)。该电池以Ni3N作为阳极、ZrN作为阴极(图1),在氢气-氧气和氢气-空气条件下分别展现了256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度。相关成果以“Plasma-Assisted Synthesis of Metal Nitrides for an Efficient Platinum-Group-Metal-Free Anion-Exchange-Membrane Fuel Cell”为题发表在在国际知名期刊Nano Letters上。 图1. 等离子体增强化学气相沉积制备的Ni3N和ZrN用于AEMFCs。   利用非贵金属来驱动燃料电池将大幅度降低电池成本,摆脱对稀有贵金属资源的依耐。由于非贵金属位点活性低,结构易变性强,导致利用非贵金属驱动AEMFCs面临巨大挑战。近年来,高敏锐课题组致力于非贵金属设计高性能的AEMFC电极催化剂,已取得阶段性进展(Nat. Catal.2022, 5, 993 Angew. Chem. Int. Ed.,2022, 61, e202208040 Nat. Commun.2021, 12:2686)。然而,如何基于非贵金属材料的结构设计和调控,实现其在严苛的电池运行环境下稳定的功率输出仍然是完全非贵金属燃料电池亟需解决的难题。   过渡金属氮化物具有导电性优异、电化学稳定性好以及耐腐蚀性强等特性,有望设计高活性、高稳定性AEMFC电催化剂。传统方法制备过渡金属氮化物是使用腐蚀性强的氨气作为氮源,一般会带来环境污染;而且,由于需要使用较高的合成温度,会导致材料烧结,减少催化活性位点。该研究组借助等离子体增强化学气相沉积来将氮气离子化,有效使得惰性的氮气参与反应,制备了高质量的Ni3N和ZrN催化剂。这种方法具有很好的拓展性,可在各自的金属箔上制备晶片级的Ni3N和ZrN层,展现出很好的应用前景 (图2)。 图2. 等离子体增强化学气相沉积法制备高质量的Ni3N和ZrN。   研究人员利用旋转圆盘电极系统评估了Ni3N和ZrN在碱性电解质下氢气氧化(HOR)和氧气还原(ORR)性能。结果表明,Ni3N和ZrN分别展现了优异的HOR活性和ORR活性,接近贵金属Pt/C催化剂,并且非常稳定。基于此发现,研究人员将Ni3N和ZrN分别用作阳极和阴极催化剂组装到AEMFC中,在氢气-氧气和氢气-空气下分别获得256 mW cm-2 和151 mW cm-2的功率密度,并能够稳定的工作25个小时性能不衰减 (图3)。这是目前完全非贵金属催化剂驱动的AEMFCs所报道的最佳值之一。 图3. Ni3N和ZrN的电池性能。   借助理论计算,研究人员发现氮元素插入到金属晶格的间隙位点中,会优化金属位点的电子结构,使得金属位点的d带中心进一步远离费米能级,从而减弱了Ni3N中的Ni活性位点对H中间体的吸附能,并且使得Ni3N展现出了对OH中间体优异的吸附能力,从而赋予Ni3N优异的碱性HOR活性。此外,N的存在也削弱了ZrN中的Zr活性位点对O中间体的吸附能,使得其接近最优的O吸附能,从而带来优异的碱性ORR活性。   论文的共同第一作者为中国科大博士后张晓隆、博士生胡少进和王业华。中国科大高敏锐教授为通讯作者。相关研究受到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、安徽省重点研究与开发计划等项目的资助。
  • 工信部:推进长三角新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作
    p  记者25日从工业和信息化部获悉,工信部将推进长三角新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。/pp  为推进长三角地区新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作顺利开展,促进区域协作,工信部节能与综合利用司司长高云虎近日带队前往江苏省、浙江省开展新能源汽车动力蓄电池回收利用工作调研,并在浙江省衢州市组织召开了长三角地区工作座谈会,上海市、江苏省、浙江省工业和信息化主管部门有关负责人参加调研活动及会议。/pp  座谈会上,上海市、江苏省、浙江省三地工业和信息化主管部门分别介绍了工作进展情况,并就下一步加快区域合作提出了思路和建议。/pp  高云虎指出,加快推进新能源汽车动力蓄电池回收利用,对于保障我国新能源汽车产业健康持续发展、推进生态文明建设具有重要意义。当前要统筹谋划,加快推进试点方案制定及实施各项工作。一是加强区域协作,打破区域和行业界限,加强跨区域产业合作,将动力蓄电池回收利用工作打造成为长江经济带绿色发展工作的亮点。二是加快构建回收体系,充分发挥政府引导和监督作用,促进汽车生产企业全面落实生产者责任,建立回收渠道,加强与电池生产、综合利用等企业合作,通过多种形式构建跨行业联合共同体。三是加强产业布局,重点抓好“两头”,即前端回收和后端再利用及无害化处置,鼓励梯次利用企业创新发展,严格控制湿法冶炼企业的规模和布点。四是加强政策引导,充分利用现有财税等支持政策,鼓励企业持续加强技术研发与创新,做好技术储备,进一步提升企业环保水平,从全生命周期角度实现产业绿色发展。/ppbr//p
  • 广东省电池行业协会开展2024年度团体标准征集工作
    各会员单位、专家:为充分发挥团体标准对电池行业可持续健康发展的技术支撑和规范作用,根据民政部《团体标准管理规定》和《广东省电池行业协会团体标准管理办法》,我会启动 2024 年度团体标准立项申报工作,现将有关事宜通知如下:一、申报范围申报的团体标准应围绕电池产业发展,根据电池行业实际需求,提出与电池产业链相关的技术标准、管理标准。包括但不限于电池质量、产量、品质的评价检测,电池产品研发、生产、加工、仓储、包装的操作管理,电池产品应用、使用操作规范,电池设备、材料、相关辅料的指标参数等。具体包括电池产品的相关标准、制造电池所需“设备”的相关标准、制造电池所需“材料”的相关标准、电池回收利用相关标准相关标准等;涵盖锂离子电池、钠离子电池、液流电池、氢燃料电池等领域。二、申报要求(一)标准选题不得与现行国家标准、行业标准、地方标准交叉重复,鼓励会员企业将现有企业标准申请转化为团体标准;(二)申报单位应具备与申报标准相关的技术基础和研究能力,包括技术、人员和设备等。对标准制定的意义、现状、主要内容等进行必要的前期研究;(三)各会员单位或 3 个以上专家联合可发起申报。鼓励由会员单位牵头组织申报;(四)申报材料内容完整、格式规范。三、申报材料请按要求提交以下材料:(一)文件草案稿(含可编辑电子版);(二)文件草案稿的编制说明(含可编辑电子版);(三)立项申请表(单位盖章);(四)拟将地方标准、企业标准转化为团体标准的,应另附原标准文本与实施情况说明。四、提案内容团体标准申报请填写广东省电池行业协会团体标准制修订立项申请书(附件),标准涉及专利的,还应提供专利持有人的专利实施许可。五、申报时间及其他申报时间自即日起至 2024 年 3 月 31 日止(纸质版材料以邮寄日期为准)。请申报牵头单位将申报提案电子版发送至指定邮箱,纸质版(一式两份)加盖单位公章邮寄至广东省电池行业协会秘书处。六、联系方式联系人:执行秘书长唐水珍;电话:13640950149;邮箱:GDBIA@CGDBIA.COM;地址:深圳市宝安区航城街道钟屋社区洲石路 650 号宝星智荟城 1 栋 1205。广东省电池行业协会2024 年 2 月 29 日广东省电池行业协会团体标准制修订立项申请书.docx关于2024年度团体标准申报工作的通知.pdf
  • 北大电镜室:原位电子显微学法研究锂电池离子迁移
    对于锂离子电池,锂离子在电极材料中迁移的动力学过程决定了电池的宏观性能。比如,离子迁移的快慢决定了充电放电的速率,离子迁移的数量对应了电池的容量,离子迁移引起的结构恶化是电池寿命变短的根本原因。因此研究锂离子在电极材料中的迁移过程是我们了解电池工作原理、失效原理等的关键。透射电子显微镜是研究材料结构的利器,结合原位局域场探测的手段,则能在原子尺度下实时监控外场下的结构演化。这种表征手段很适合于研究锂电池中电化学势驱动的离子迁移。北大电镜室俞大鹏院士团队的高鹏研究员在过去几年在一直从事原位电镜局域场探测固态离子迁移的研究。他们与合作者曾成功地观察到离子导体中氧空位的迁移(JACS 132, 4197,2010),阻变存取器件中的Ag、Ni、Cu、Pt等金属离子的迁移行为(Nat.Commun. 3, 732 ,2012) Nat.Commun. 5, 4232,2014))等。  最近,高鹏研究员课题组研究了Li和Na离子在二维材料中的迁移行为,取得了系列进展, 包括Li离子在SnS2中的迁移(Nano Lett 16, 5582,2016,作者:Peng Gao*, Liping Wang, Yu-Yang Zhang*, Yuan Huang, Lei Liao, Peter Sutter, Kaihui Liu, Dapeng Yu, En-Ge Wang),Na离子在SnS2中的迁移(Nano Energy 32, 302,2017),Na离子在MoS2中的迁移(ACS Nano 9, 11296,2015)。这些具有van der Waals相互作用的二维材料,不仅仅展现出了优异电学、力学、光学性能,也是重要的能源存储材料。作为电池电极材料,van der Waals相互作用系统的最主要特征就是层间相互作用很弱,碱金属离子能够比较容易地在其中发生迁移。他们的研究发现,在二维材料中离子插入和拔出的反应路径是不对称的,这种不对称的反应路径对应着充放电过程中不对称电压平台。该研究揭示了这些层状锂电池电极材料中低能量效率的一个根源。高鹏研究员为这些论文第一作者和通讯作者。  另外,他们与东南大学合作研究了Na离子在尖晶石NiCo2O4纳米结构的迁移行为(Adv. Fun. Mater., DOI: 10.1002/adfm.201606163,2017),也发现了类似的非对称反应路径。高鹏研究员为论文共同通讯作者。  原子尺度上实时跟踪锂电池电极材料SnS2中的离子迁移过程电子束诱导的spinel -rocksalt的核壳结构。Rocksalt 核的直径约3 nm,相界宽度约1~2nm。  此外,他们和日本东京大学的合作者用电子束激发的方法,发现LiMn2O4中的Li和Mn离子都会发生迁移,发生从尖晶石到岩盐的结构相变(Chem. Mater. 29,1006,2017)。一般认为,这种结构相变会导致LiMn2O4电池的容量损失和电压降低。他们利用球差矫正透射电子显微镜,跟踪了Li和Mn 在氧四面体和氧八面体之间的迁移过程,揭示了离子迁移过程中的中间相、迁移路径、相界的原子结构、以及阳离子迁移伴随着的氧原子位置的自我调整,据此提出了一些可能的提高电极材料稳定性和电池寿命的方法。高鹏研究员为论文第一作者和共同通讯作者。  由俞大鹏院士领导的北京大学“电子光学与电子显微镜实验室”-校级大型公共仪器平台在2015年底増置了两台国际上迄今最先进的球差矫正透射电镜: Nion公司的配置单色仪的U-HERMES200(能量分辨率8 meV)和FEI公司的双球差矫正的Titan Cubed Themis G2 300 (空间分辨率60 pm)。与此同时,俞大鹏院士也积极在国际上积极招募青年才俊,重点发展电子显微学新技术在材料科学方面的应用,进一步提高大型高端仪器的管理水平、提升电镜平台服务效率和质量。目前,FEI双球差矫正电镜正在调试当中。  该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、量子物质科学协同创新中心、千人计划和电子显微镜实验室等的大力支持。  论文链接:  http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b02136  http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5b04950  http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemmater.6b03659  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516306176
  • 美国康塔仪器“电池行业技术交流会”邀您参加
    中国电池行业近来发展迅猛,同时竞争也日趋激烈,材料作为决胜的关键之一,一直备受关注。作为比表面及孔径分析的全球领导者,康塔仪器产品在电池行业拥有着极其广泛的应用,涵盖:正极和负极材料(含钴酸锂等低比表面积材料)、多孔电极、电池隔膜、电解液、燃料电池催化剂、气体扩散层等。无论是比表面积、孔径及其分布、孔隙率、催化剂活性面积、水含量、真密度和堆密度、电导率和电位还是粒度和形貌,康塔都不单能提供最合适的产品,还有着丰富的应用经验。 为了让广大电池相关行业客户深入了解“气体吸附法测定比表面和孔径分布技术”以及“颗粒和多孔材料分析技术”的进展,提高分析测试水平,以充分发挥仪器在科研、教学及生产工作中的作用,同时搭建一个大家与康塔仪器之间深入交流的平台,共同探讨相关分析技术,解决实际应用中的难题,美国康塔仪器公司特举办系列“电池行业技术交流会”,由杨正红总经理亲自主讲,在此诚挚邀请贵单位相关人员参加。 长沙站 日期:2016 年3月22日 上海站 日期:2016年3月 25日 会议主要内容:1.康塔公司简介2.BET基本知识和原理介绍3.NOVA比表面及孔径分析仪测试数据分析1)怎么得到更稳定的数据2)怎么提高测试速度3)怎么看待不同仪器之间的测试差异4)怎么设置测试条件,得到更好的测试效果5)NOVA除了测试比表面,还有哪些功能可以开发4.新品NOVATOUCH比表面及孔径分析仪创新点介绍1)新的功能介绍以及和NOVAe系列的区别介绍2)NOVATOUCH系列测试的速度优势和数据精度优势5.锂电行业其他仪器介绍1)IQ系列比表面及孔径分析仪在锂电行业的应用(石墨烯和活性炭领域)2)粒度粒形分析3)水吸附及其他蒸汽吸附4)DT在浆料上的应用5)堆密度及真密度测试 如果您有任何咨询或问题,请直接与我们联系,联系人:张经理 021-52828278-25 jameszhang@quantachrome.com.cn诚挚敬意! 康塔克默仪器贸易(上海)有限公司2016年3月1日
  • 仪电科仪为武汉军运会应急保障工作人员提供仪器操作培训
    云赛智联股份有限公司旗下上海仪电科学仪器股份有限公司(简称仪电科仪股份)中标的武汉军运会应急保障设备采购项目,已按期供货。为确保武汉军运会公共场所、生活饮用水卫生监督检测工作的顺利开展,8月底,仪电科仪股份派遣2位专业应用工程师赴武汉为军运会应急保障工作人员进行集中培训和现场实操培训。集中培训主要为应急保障工作人员讲解了检测仪器的原理、操作步骤和操作注意事项,帮助大家在理论方面理解和了解检测仪器;现场实操培训,大家带着检测仪器来到了游泳馆,从泳池水取样到仪器校准、样品检测等环节,工程师均一一讲解和演示,参加培训的工作人员也均上手操作练习,直至操作规范。通过本次培训,应急保障工作人员员们在仪电科仪股份应用工程师的指导下熟悉了仪器的操作,顺利解决了他们在检测过程中遇到的各种问题,有效提高了他们的仪器操作水平,从而为武汉军运会的用水卫生提供可靠保障。
  • 飞纳电镜点亮亚太电池展,带来锂电池材料高效检测方案
    8 月 16 日 - 18 日,2017 第二届亚太电池技术展览会在广州琶洲国际会展中心举行。飞纳电镜作为锂电材料形貌成份高效检测工具,盛装出席此次会议,现场展示了飞纳电镜高分辨率专业版 Phenom Pro 和飞纳电镜大样品室卓越版 Phenom XL,其中 Phenom XL 集成了背散射电子成像,二次电子成像与能谱分析等功能,两台台式扫描电镜吸引了众多参观者的目光。由于新能源汽车的高速增长,各锂电池企业纷纷扩产。相对以往单纯追求产能的突破外,行业内先行企业把目光投射到材料研发带来的电池产品性能提升上。锂电池主要由五部分构成,即正极材料、负极材料、电解液、隔膜和包装材料。其中,包装材料和石墨负极技术相对成熟,成本占比不高。锂离子电池的核心材料主要是正极材料、电解液和隔膜。其中,正极材料是锂电池最为关键的原材料,占锂电池成本的 30% 以上。材料的研发少不了一双“眼睛”,这双眼睛就是扫描电镜。扫描电镜可以对锂电池材料的正极材料,负极材料,隔膜,极片等进行微观的形貌检测及元素成份分析。飞纳台式扫描电镜使用独特的 CeB6 灯丝,提高了扫描电镜的分辨率,保证了图像质量。由于操作简单,维护方便,抽真空时间短,大大地提高检测效率,受到锂电池企业客户的青睐。设计精巧,完全防震,省去了客户为精密仪器安装环境要求高的担忧。即时在展会现场喧闹的环境中,飞纳电镜仍然能高效运行,30 秒成像,持续稳定地工作。锂电池正极材料由于中国大型锂电正极材料近十年迅速发展,产品质量大幅度提高,并具备较强的成本优势,近年来日韩锂电企业开始逐步从中国进口锂电正极材料,据悉目前中国锂电正极材料市场份额已占据全球一半左右,未来发展空间仍广阔。飞纳电镜拍摄的锂电池正极材料锂电池负极材料负极材料作为锂电池的四大关键材料之一,决定了锂电池充放电效率、循环寿命等性能。锂电池负极材料国内技术成熟,碳材料种类繁多,成本比重最低,在 5-10% 左右。现阶段负极材料研究的主要方向如下:石墨化碳材料、无定型碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。飞纳电镜拍摄的锂电池负极材料隔膜隔膜在成本构成上仅次于正极材料,占 20-30%,隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能。飞纳电镜拍摄的锂电池隔膜更多体验,尽在飞纳电镜飞纳台式扫描电镜 VR 之旅手套箱版台式电镜有些锂电池材料很容易与空气发生反应,影响形貌成份分析,飞纳电镜发布全球首款手套箱版台式电镜,实现扫描电镜放置在手套箱内,制样-观察全程惰性气体保护。原位通电样品杯允许用户将电探针连接到样品进行原位测量
  • 有“锂”走天下,兰格智能泵助力新能源锂电池行业
    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!
  • 赛默飞离子色谱助力锂离子电池品质提升
    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/
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