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锂/钠二次电池由于输出电压高、自放电率低、能量密度大、无记忆效应且绿色环保而备受关注,但其安全性需要解决并关系着未来二次电池的发展。全固态聚合物电解质质量轻、易成膜、粘弹性好,在提高电池能量密度、拓宽工作温度区间、延长使用寿命、提高安全性能及多功能结构和形状设计灵活性等方面也都有很大的优势,为新型柔性电子器件的设计、薄膜电池的层压制备及抑制锂/钠金属电池内部枝晶的生长等方面提供了新的解决方案。聚氧乙烯(PEO)基聚合物及其衍生物是研究最早也是最为广泛的聚合物基体,室温下包含结晶相和无定形相,结晶相的存在阻碍了Li+/Na+的迁移过程,其较低的离子电导率及与电极材料较差的界面相容性严重阻碍了PEO基电解质在锂/钠二次电池中的应用。研究发现,纳米颗粒掺杂能够改善PEO基聚合物电解质离子传输效率,一方面纳米颗粒能够破坏聚合物基体的有序规整度,提升有机链段的运动能力,另一方面纳米颗粒表面官能团与锂盐会产生交互作用,促进了锂盐的离解。然而纳米颗粒的分散性、尺寸大小及比表面积对聚合物电解质性能的影响至关重要。
中南大学韦伟峰教授课题组在Advanced Science 上发表了一篇题为“High Ion-Conducting Solid-State Composite Electrolytes with Carbon Quantum Dot Nanofillers”的文章,设计合成了一种由颗粒尺寸为2-3 nm、具有高分散性且表面富含氧官能团的碳量子点(CQDs)和PEO组成的纳米复合全固态聚合物电解质。CQDs较好的分散性及表面含氧官能团能够与碱金属盐和醚氧链段产生交互作用,有助于碱金属盐的离解及醚氧链段的运动能力。测试结果表明,PEO/CQDs复合电解质中自由离子数目和无定形相得到了提升,室温下PEO/CQDs-Li及PEO/CQDs-Na电解质离子电导率分别达到1.39 × 10^-4 S/cm和7.17 × 10^-5 S/cm,Li+及Na+迁移数分别提升为0.48和0.42,装配的LiFePO4(LFP)‖PEO/CQDs-Li‖Li及Na3V2(PO4)3(NVP)‖PEO/CQDs-Na‖Na电池均表现出优异的循环稳定性和倍率性能。
图1. CQDs的合成及表征。(a)CQDs合成机理示意图;(b)CQDs的透射电镜图;(c)CQDs的XRD图谱;(d)CQDs的XPS全谱;(e)CQDs的C1s高分辨XPS图谱
图2. PEO/CQDs纳米复合电解质离子传输机理及电化学分析。(a)PEO/CQDs纳米复合电解质微观组成及离子传输机理示意图;(b)PEO/CQDs-Li电解质离子电导率测试结果;(c)PEO/CQDs-Na电解质离子电导率测试结果
图3. LFP‖PEO/CQDs-Li‖Li电池性能测试。(a)LFP‖PEO-Li‖Li电池不同循环圈数下充放电曲线;(b)LFP‖PEO/CQDs-Li‖Li电池不同循环圈数下充放电曲线;(c)LFP‖PEO-Li‖Li及LFP‖PEO/CQDs-Li‖Li电池长效循环性能对比;(d)LFP‖PEO-Li‖Li电池倍率性能测试结果;(e)LFP‖PEO/CQDs-Li‖Li电池倍率性能测试结果
图6. NVP‖PEO/CQDs‖Na电池性能测试。(a)NVP‖PEO-Na‖Na电池不同循环圈数下充放电曲线;(b)NVP‖PEO/CQDs-Na‖Na电池不同循环圈数下充放电曲线;(c)NVP‖PEO-Na‖Na及NVP‖PEO/CQDs-Na‖Na电池长效循环性能对比;(d)NVP‖PEO-Na‖Na电池倍率性能测试结;(e)NVP‖PEO/CQDs-Na‖Na电池倍率性能测试结果
研究者采用简便、低能耗的方法制备出产率较高、分散性较好且表面富含氧官能团的CQDs,并首次将CQDs与PEO聚合物基体复合得到一种新型全固态聚合物电解质,实现了电化学性能的显著提升并对CQDs、聚合物基体及碱金属盐之间的交互作用进行了详细的分析表征。这种简便的合成方法及PEO/CQDs电解质优越的电化学性能有助于进一步推动纳米复合聚合物电解质的设计及发展。
Cheng Ma, Kuan Dai, Hongshuai Hou, Xiaobo Ji,Libao Chen, Douglas G. Ivey, and Weifeng Wei, High Ion-Conducting Solid-State Composite Electrolytes with Carbon Quantum Dot Nanofillers Advanced Science, 2018,DOI: 10.1002/advs.201700996
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美国国橡树岭国家实验室(ORNL)的科研人员开发出一种新型锂基固态电解质材料Li9N2Cl3。该材料表现出优异的锂相容性和大气稳定性,可用于制造高面积容量、持久的全固态锂金属电池。Li9N2Cl3具有无序的晶格结构和空位,有效促进了锂离子传输,且由于其固有的锂金属稳定性,可以在10mA/cm2的电流密度和10
全固态锂电池可以克服目前商业化锂离子电池在安全性上的严重缺陷,同时进一步提升能量密度,对新能源车和储能产业是一项颠覆性技术。但是,由于全固态锂电池的核心材料—固态电解质—难以兼顾性能和成本,目前该技术的产业化仍面临巨大阻碍。6月27日,中国科学技术大学的马骋教授报道了一种新型固态电
近日,贵州磷化新能源公司开阳1万吨/年六氟磷酸锂项目试车工作取得圆满成功。此次试车成功,标志着项目具备了成熟的六氟磷酸锂生产条件和技术,标志着贵州磷化新能源公司掌握生产六氟磷酸锂的能力,不仅建成了贵州省内第一条六氟磷酸锂的生产线,实现了六氟磷酸锂从无到有的突破,也意味着磷化新能源公
界面涂层材料和固态电解质材料研发商陕西瑞智新能源科技有限公司(以下简称“瑞智新能源”)近日完成数千万元天使轮和天使+轮融资,由萃英创投、湖南湾田集团、西北工业大学联合投资。融资资金将用于产品迭代、生产设备扩充和初代产品交付等。瑞智新能源成立于2021年,是西北工业大学新能源电池领域首
据瑞逍科技消息,9月14日下午,瑞逍科技硫化物全固态电解质生产基地项目签约落户浙江衢州市龙游经开区。该项目总投资13亿元,进行硫化物系全固态电解质材料规模化生产,同时在生产设备、工艺流程方面形成标准。根据项目规划,预计2025年建成并达到百吨级全固态电解质生产能力,2028年实现年产6000吨全
北极星电池网获悉,9月7日,中科固能硫化物全固态电解质生产基地项目在江苏溧阳签约,该项目建成后将成为世界范围内首条百吨级规模化制备硫化物固态电解质的生产线,为未来建成万吨级别硫化物固态电解质的制备提供经验基础及数据支撑,并同时在设备设计、工艺路线等方面取得世界领先地位的核心关键知识
日前,恩力动力和软银公司成功开发出使用硫化物固态电解质及锂金属负极的全固态锂金属电池,成功制作了安时级(1-10Ah)ASSB电芯,其实测能量密度达到300Wh/kg。此次发布的全固态电池是100%使用硫化物基固态电解质,完全不含有机液体电解质,可望彻底解决燃爆、漏液等传统锂离子电池的固有问题。另外,
据日经中文网消息,日本大阪公立大学开发出了用于制造全固态电池的固态电解质的新材料,在不使用资源分布不均的稀有金属锗的前提下,达到了纯电动汽车(EV)所需的部分性能。虽然此前就有以相同材料研发的固态电解质,但本次研究改进了结晶结构,使其电导率提高至之前的1万倍。
据韩国《NEWS1》7月24日报道,调查机构SNEResearch19日发表《锂离子电池(LIB)市场带来的隔膜市场变化展望》报告称,到2030年,LIB的供应量将由现在的687千兆瓦时(GWh)增加至2934千兆瓦时,在电池市场占有率将达到95%以上。与之相反,全固态电池供应量到2030年将仅为131千兆瓦时,市场占有率预计只
据东华科技消息,7月20日,由东华科技所属贵州东华总承包建设的贵州磷化集团六氟磷酸锂项目机械竣工仪式在项目现场举行,标志着项目由安装阶段全面转入联动试车阶段。六氟磷酸锂项目位于开阳县永温镇,总投资约9.87亿元,占地面积约130亩,总建筑面积超过7万平方米,是贵州磷化集团打造全球极具竞争力
北极星储能网获悉,3月27日,海西克鲁克电网侧电化学储能电站项目EPC总承包中标候选人公示发布。第1中标候选人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,投标报价51754815元;第2中标候选人:中铁武汉电气化局集团有限公司,投标报价50488958元。根据招标公告,储能电站考虑放置在青海德令哈50万千瓦
北极星储能网获悉,3月27日上午,市场监管总局(国家标准委)召开专题新闻发布会,发布《中国标准化发展年度报告(2023年)》并介绍有关情况。会上,市场监管总局标准技术司一级巡视员国焕新介绍标准作为重要的基础性制度,是支撑产品质量提升、促进产业高质量发展的重要技术力量。2023年,市场监管总
北极星储能网讯:3月27日,中国电力企业联合会电动交通与储能分会副秘书长马晓光发布《2023年度电化学储能电站安全信息统计数据》。(报告原文见下文)2022年电化学储能的利用情况曾在业内引起很大反响,电化学储能建而不用、或不及预期问题凸显。2023年统计数据来看,电化学储能电站利用情况整体平稳
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3月11日上午,天津经开区东区电网侧46.9兆瓦时电化学储能电站项目启动会顺利召开,也标志着项目正式开工。滨海新区政协副主席丁全海、经开区管委会副主任马建军,天津泰达投资控股有限公司(以下简称“泰达控股”)党委副书记、总经理胡浩出席并致辞。市工信局,滨海新区工信局、发改委,经开区发改局
北极星储能网获悉,3月11日,上海市人民政府发布《黄浦区重点用能单位碳达峰实施方案》(以下简称《方案》)。《方案》指出,推动能源结构低碳转型。深挖分布式光伏潜力,积极开展屋顶光伏、光伏幕墙等可再生能源技术应用,推进建筑光伏一体化示范项目建设,探索应用光伏遮阳棚、光伏路灯、智能光伏广
北极星储能网获悉,智光电气3月6日在回复投资者提问时表示,公司自创立以来一直深耕能源技术的研发和应用,在电网安全与稳定控制、电机控制与节能、智能电网、新能源接入、电力传输、能量转换、储能、综合能源技术研究等领域有丰富的应用与技术积累。公司十四五发展战略将以储能规模化发展为重点。智光
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3月28日,第三届粤港澳大湾区新能源产业国际论坛在澳门威尼斯人金光会展中心隆重举行,活动主题为“相聚澳门,相约世界”。论坛旨在为中国光伏企业、海外光伏客户、粤港澳大湾区投资方、穗澳两地政府等机构提供产业资源对接平台,推动大湾区打造光伏示范应用样板城市群,成为光伏全球交易、展示及应用
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北极星储能网讯,3月27日,2024第二届中国储能大会上,中国电力科学研究院有限公司储能所储能集成运行室主任渠展展先生带来《储能构网控制及并网测试》的演讲。演讲分为四部分内容,第一是储能和构网。第二是相关的规范和要求。第三是测试和实践。最后是构网型储能的基础工作首先是储能应用需求,储能
北极星储能网讯,3月27日,2024第二届中国储能大会上,电力规划设计总院能源科技创新研究院院长助理董博先生带来《我国新型储能发展现状及展望》演讲,以下为北极星储能网摘编整理:一、我国新型储能发展现状:1、目前主要是配置在电源侧和电网侧。从地域上来看,华北、西北、华中等地区2、新型储能的
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北极星储能网讯,3月27日,在2024第二届中国储能大会上,武汉亿纬储能有限公司产品行销中心高级经理刘石磊带来《技术与质量并行引领储能良性发展》。刘石磊指出,由于产能过剩,碳酸锂的价格已经跌了超过80%,并影响了电芯以及系统整体的价格走势,所以整个储能产业链目前、以及未来短期内可能都会处于
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