登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
锂离子电池已广泛用于许多电子设备,在我们日常生活中很重要。然而,二十年来,稳步提高10-15%之后,锂离子电池的能量密度目前已接近其理论极限,制约它能量的,就是这些电池使用的阴极和阳极材料。因此,近年来,全球都积极追求下一代能源储存系统。
有一种这样的系统就是金属/空气电池,它具有高得多规格能量,胜过现有的大多数原电池和充电电池。
(a)功能性石墨烯片结构示意图(上图),具有理想的双峰多孔结构(较下方的图像),这非常有利于锂氧电池运行。(b)锂氧电池的放电曲线采用FGS(C / O = 14)作为空气电极(PO2 = 2 ATM)。
“金属/空气电池是独特的,因为正极活性材料不是存储在电池中,”张基广(Ji-Guang Zhang)博士说,他是西北太平洋国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)转型材料科学项目的研究员。“相反,环境中的氧气被还原,在空气电极内的催化表面,形成一种氧物化或过氧化氢离子(peroxide ion),进一步与电解液中的阳离子(cationic)成分反应。Li/O2偶特别有吸引力,因为它可能具有最高的规格能量,在所有已知的电化学偶中都是这样。”
在迄今探讨的各种电化学储能系统中,锂空气电池最有前途的一种技术,理论能量密度接近十倍于传统的锂离子电池。这是因为锂金属作为阳极,容量十倍于传统石墨阳极,而氧气作为锂空气电池的正极,可从环境中自由吸收,这就显著减少了电池重量和成本。
为了用于实用设备如电动汽车,研究人员期望,锂-空气电池达到约800瓦时/千克的能量密度,这就三倍于最先进的锂离子电池。因此,锂-空气电池有极大潜力,可进行许多应用,这就要求能量储存系统要超越锂离子电池,如远程电动汽车,每次充电可以行驶500多公里。
报道他们的成果,是在2011年10月10日《纳米快报》(Nano Letters)在线版,题目是《分层多孔石墨烯用作锂空气电池电极》(Hierarchically Porous Graphene as a Lithium-Air Battery Electrode),张基广和他在西北太平洋国家实验室的小组证明,一种新的空气电极,包含不寻常的分层排列功能化石墨烯薄片(无催化剂),可带来极高的锂氧电池容量,就是15000毫安时/克,这是这一领域有史以来报道的最高值。
这种锂-空气电池的性能受许多因素影响,如电解质成分,宏观结构的空气电极,微观直到纳米结构的含碳材料。反应产物(如Li2O2)沉淀在含碳电极上,最终会阻塞氧气通道,限制锂-空气电池的容量。
太平洋西北国家实验室小组最近的工作,最大限度地减轻了空气电极阻塞问题,显著提高了的容量。
“以前的工作使用介孔炭或石墨烯薄片,或浇铸成一种堆叠式二维结构,这就限制了它的可用容量,”张基广说。“我们的工作首次展示了一种自我组装的、双峰石墨烯结构,既有微米大小的开放孔隙,可加快氧气扩散,也有大量纳米孔隙(2-50纳米),可催化Li-O2反应,同时防止过快增长的放电产物阻塞化学通道。”
此外,研究表明,石墨烯的缺陷和功能组,有利于形成孤立的纳米尺寸的Li2O2颗粒,有助于防止空气电极中的空气阻塞。成片石墨烯的分层有序多孔结构,可进行实际应用,促进使用这种结构的大多数石墨薄片。
制备空气电极采用功能化石墨烯薄片时,这种功能化石墨烯薄片首先要分散在微乳溶液中,这种溶液也包含电极粘结剂材料。经浇铸并干燥后,非常不寻常的形态就会制成。
“令人惊讶的是,这种功能化的石墨烯薄片聚合成松散堆积的“破蛋”结构,留下很大的相互连接的隧道,一直穿进整个电极深处,”张基广说。“这些隧道作用就像众多的动脉,不断供应氧气进入电极内部,在放电过程中就是这样。更重要的是,这种复杂的孔隙结构在电解液渗透后仍然保留下来,不像测试过的其他多孔碳材料。”
他们用扫描电子显微镜(SEM)观察“碎蛋”的“壳”,研究人员发现,这些“壳”包含许多较小的连续纳米孔,连通大隧道。张基广指出,这种独特的形态是一种理想的设计,可用于空气电极。“在放电过程中,强大的大型隧道可以作为“高速公路”,供应氧气进入空气电极内部,同时,壁上的小孔都是出口,提供三相(固态-液态-气态)区域,进行氧气还原。”
一些障碍仍然需要克服,之后这种电池系统才可以大规模应用。主要障碍包括:放电速度低;电解质稳定性和锂-空气电池的可逆性;需要氧气选择性膜,以减轻容量退化,这种退化源自水分渗透;需要防止锂枝晶(dendrite)生长,以延长循环寿命。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
2025年“赛程”过半,各大企业的固态电池项目也开始加速“冲刺”。6月下旬以来,亿纬锂能、孚能科技、国轩高科、赣锋锂业等头部企业先后官宣。而且,这次不只是半固态电池的“先锋”,而是全固态电池的预期量产。市场也再次陷入兴奋,并且不断开始向纵深挖掘“话题”。然而,整个产业链真的准备好了吗
广东瑞庆时代新能源科技有限公司(下称:瑞庆时代)锂离子电池集装箱产品下线仪式26日在广东肇庆举行。该产品的正式下线,标志着广东首个涵盖从电芯生产到电箱、电柜和集装箱系统集成全链条研发制造的新型储能产业基地建成。宁德时代新能源科技股份有限公司(下称:宁德时代)是全球领先的新能源创新科技公
6月25日,在发生火灾近三周后,汽车运输船“MorningMidas”号最终在当地时间6月23日16:35左右,沉没于水深约5000米的太平洋水域。经打捞运营商ResolveMarine表示,“恶劣天气和海水逐渐渗入船体,加剧了最初火灾造成的损害,最终导致该船沉没。”本月初,一艘载有3000多辆汽车的轮船在太平洋起火,当时
6月25日,云南施甸县政府发布《2025年1—5月施甸县经济运行总体平稳》一文。文章披露,1—5月份,全县全部工业发电量47631万千瓦时,同比增长39.4%。其中,火力发电量3087万千瓦时、下降0.4%,水力发电量1422万千瓦时、增长28.9%,太阳能光伏发电量23586万千瓦时、增长99.6%,风力发电19536万千瓦时、
作者:莫子鸣1饶宗昕1杨建飞1杨孟昊2蔡黎明1单位:1.同济大学汽车学院;2.同济大学材料科学与工程学院引用本文:莫子鸣,饶宗昕,杨建飞,等.锂离子电池过充热失控气热模型构建及关键参数影响分析[J].储能科学与技术,2025,14(5):1784-1796.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0262本文亮点:(1)构建了
6月23日,苏州市生态环境局发布受理环境影响报告书(表)情况的公示。其中,江苏都桐科技有限公司新建锂离子电池用再生黑粉生产及再生磷酸铁锂测试电芯研发项目在列,标志着这家“锂电新秀”进一步构建产业布局。江苏都桐科技有限公司,是一家成立于2024年8月22日的高新技术企业,位于江苏省苏州市
北极星储能网获悉,6月23日,国家市场监管总局关于发布电动平衡车等136种产品质量监督抽查实施细则的公告。其中包括电动汽车充电桩产品质量监督抽查实施细则、电子产品用锂离子电池和电池组产品质量监督抽查实施细则、电动汽车用动力蓄电池单体产品质量监督抽查实施细则。其中,电动汽车用动力蓄电池单
近日,福建龙岩市生态环境局就年产1GWh三维固态锂电池项目环评文件审批意见进行公示。文件显示,项目位于龙岩高新区(经开区)高陂镇平在村北环路,主要建设标准化厂房1栋7层、办公综合楼、原料库、产品库及配套建设环保工程和纯水制备、制氮相关辅助工程,用地面积27675平方米。项目以磷酸铁锂、NMP、
今天起,全国各地陆续公布2025年高考分数线,成绩“出炉”后,如何选择院校及专业?中关村储能产业技术联盟(CNESA)对当下热门专业——储能科学与工程进行了解读,包括专业特点、院校选择、就业前景与发展潜力、重点高校专业培养特色等方面进行了梳理和更新,供考生和家长决策参考。专业背景与战略意
退役锂电池,特别是退役动力锂电池,正在从“环境负担”蜕变为战略资源。随着全球新能源产业的加速发展,退役锂电池这座“城市金矿”,正引发各国在回收网络、技术标准和资源循环利用上的激烈博弈。不过,近日央视新闻报道,“目前我国动力电池回收行业存在一个普遍困境:合规企业守规矩却难赚钱,不合
作者:汪红辉1,3李嘉鑫1,3储德韧1,2,3李彦仪1,3许铤2,3单位:1.上海化工研究院有限公司;2.上海化工院检测有限公司;3.工信部工业(电池)产品质量控制和技术评价上海实验室引用本文:汪红辉,李嘉鑫,储德韧,等.磷酸铁锂电池存储失效机理及热安全性研究[J].储能科学与技术,2025,14(5):1797-1805.DOI:10.1
近日,固态电池板块持续火热,A股多家“涉固”上市公司股价大涨,引发市场广泛关注。9月以来,南都电源一度斩获“20CM”涨停3连板,三日涨近67%;东峰集团也出现涨停3连板,德尔股份、宝丽迪等单日涨停,翔丰华、金龙羽等跟涨。消息面上,南都电源此前于8月30日表示,目前其研发的固态电池产品能量密度
北极星储能网获悉,1月8日,河南驻马店市发展和改革委员会发布《驻马店新型储能发展规划》(征求意见稿)。文件明确发展目标:到2025年,驻马店市新型储能规模达到100万千瓦以上、力争达到150万千瓦。鼓励优先建设集中式储能电站,提高利用效率。单个集中式储能电站装机容量规模以不低于10万千瓦为宜,
电池的应用有着非常重要的意义。动力电池是交通领域实现电气化的核心,能够间接促进二氧化碳排放的大幅减少;电池在储能领域的应用则可以保障可再生能源电力供给的稳定性与可靠性。但如何达到电池既便宜,又能量密度大,还能寿命更长?科学家在进行不断探索,各种技术路线也各显神通。锂离子电池是目前
据Mining.com网站报道,一个国际研究团队发明了一项新技术,能够加快锂-二氧化碳(Li-CO2,以下简称锂碳)电池催化剂的发展。这种电池既可储能,又能捕获有害气体。科学家在发表于《能源与环境科学》(EnergyEnvironmentalScience)期刊的论文中解释称,他们发明的新工具可以同步筛选催化剂,并对反应
目前,新能源大规模利用仍面临间歇性、波动性、不稳定的挑战。储能可以平抑波动,支撑光电风电大规模并网,被视为新型电力系统的必要环节。实现“双碳”目标,传统能源逐步退出必须建立在新能源安全可靠的替代基础之上,但是目前,新能源大规模利用仍面临间歇性、波动性、不稳定的挑战。作为破题之道,
北极星氢能网获悉,近年来,随着氢能业态的大力推进,骥翀氢能在氢能领域的布局上也随之加快了脚步,据北极星不完全统计,目前,骥翀氢能已经在北京、上海、广东广州、深圳、河南新乡、江苏常州、张家港等地区展开了氢能布局。据了解,上海骥翀氢能科技有限公司成立于2018年,是一家专注于自主知识产权
这两天,比亚迪董事长王传福提出的一个说法被市场热议,他表示,以前电动车续航里程在200公里的时候,能量密度是最重要指标;但当续航里程达到500公里的时候,和燃油车一箱油一样里程,电池能量密度已不再是最重要的了,最重要的指标可能会变成安全、成本、循环寿命等。不难看出,这个说法是在为引出比
“能源转化和存储是新能源发展的核心,”正如宁德时代董事长曾毓群所说,随着“双碳”升级为国家战略目标,能源和交通领域的关键技术——电化学储能正御风而起。
销量节节攀升、跨界造车异军突起、新技术加速涌现……自2020年下半年以来,新能源汽车汽车市场持续升温。业内人士认为,随着新能源汽车发展要素愈发完善,消费者接受度大幅度提高,2021至2030年,我国新能源汽车年均复合增长率将达到35%,到2030年其销量将达1200万辆,未来10年将是新能源汽车发展的“
快充伤电池,慢充等不起,私人充电桩难进小区,公共充电桩严重不足等问题,严重制约了电动汽车的普及。也因此,续航里程成为平价一款电动汽车质量好坏的重要指标,电动汽车企业的1000公里梦想追了一年又一年,固态电池、石墨烯等新型动力电池技术,备受行业的瞩目和期待,多年来,电动汽车企业们前赴后
17日上午,主题为“新技术新模式新平台新生态”的未来电池论坛拉开帷幕,大家就新发展格局下电池产业的发展战略与政策深度研讨。该论坛上,中国工程院院士陈立泉发表了精彩演讲,以下为演讲实录:大家好!我是中国科学院物理研究所陈立泉,我代表我的同事李泓、胡勇胜和卫蓝新能源的俞会根和天目先导的
产业界对硫化物全固态电池的参与热情高涨,称其已进入商业化的“最后一公里”。然而,现实似乎更为复杂。一项即将成熟的电池技术,其上下游关键材料理应出现更明确的突破与工程化信号,但为何在新一代集流体领域,我们看到的却是路径分化、充满不确定性的景象?理论与现实之间的“温差”,或许揭示了集
6月19日,《2025年中国电器行业系列白皮书》(以下简称“《白皮书》”)发布会在上海隆重举行。正泰连续五年蝉联六星企业,并以市占率15.5%,内资第一的优势领跑,通过“技术创新+全球化布局”双轮驱动,持续扩大市场领先优势。本次活动由中国电器工业协会指导,知名工业研究机构格物致胜主导发布,吸
近期,全国首座LONGiHiROOFS工商业光伏电站,山东恒圣新材料有限公司二期光伏项目成功并网发电。作为一家专注于石墨烯新材料及光伏新能源产品研发、生产与销售的高新技术企业,恒圣新材料在业务高速发展中,面临用电成本攀升、稳定性需求高和节能减排的多重压力。这座光伏电站的落成,不仅为企业自身解
自汽车形成工业,价格战的硝烟从未真正褪去。1908年,福特T型车在美国上市,售价850美元,是同期汽车售价的一半。数年内,福特开启大规模降价,1913年更是推出全球第一条汽车流水线,将T型车价格压低至265美元,将汽车从贵族阶层的玩具,变成了普通工人的代步工具。彼时的汽车工业,正处于一场由价格战
6月11日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会在上海国家会展中心隆重举行。正泰携全产业链新能源解决方案亮相,重点展示了光伏地面电站、海上风电,户用光伏,光储充一体化等新能源系统解决方案及E系列新能源专用产品,覆盖新型电力系统"发
日前,《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》印发。方案提出,锚定2060年前实现碳中和的远景目标,按照力争2030年前实现碳达峰目标进行安排部署。关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知各县(区)人民政府、高新区管委会,市直有关单位,各有关企业:为全面贯彻落实市委、市政府关于碳达峰、碳中
6月6日,阳泉市能源局关于印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》的通知,通知指出,大力推进风光新能源建设。充分利用各类国土空间资源,统筹优化布局,梳理全市风光资源现状及开发潜力。坚持集中式与分布式开发并举,全面推进风电、光伏发电大规模开发利用和高质量发展,逐步带动新能源产业链延伸发展
以绿色之名,汇智启程。6月11日至13日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会将在上海国家会展中心隆重举办。本届SNEC展布展规模达38万平米,来自全球95个国家和地区共3600余家企业参展,其中国际展商比例占30%。正泰以“绿源+智网共建新型
北极星储能网获悉,6月6日,阳泉市能源局印发《阳泉市能源领域碳达峰实施方案》,提到,鼓励大数据中心、电动汽车充(换)电站、虚拟电厂运营商以及储能运营商作为市场主体参与用户侧储能项目建设。积极构建多层次智能电力系统调度体系,提高电网调度智能化水平。到2025年,全市实现快速灵活的需求侧响
6月3日,浙江省市场监督管理局关于征集2025年标准化战略重大项目和标准稳链项目需求建议的通知,通知指出,聚焦传统产业转型升级、新兴产业发展培育、未来产业超前布局,选取具有较好基础和发展前景的行业开展标准稳链项目。通过项目建设,推动建立本行业(领域)链主企业为主、产业链链员企业、技术机
在新能源行业,从来没有一种电池能解决所有问题。大储追求低度电成本和长循环寿命;工商储注重模块化灵活配置,同时兼顾高安全性和经济性;动力电池聚焦快充、高能量密度和超长循环——不同的场景,对电池性能的要求不甚相同。如果试图用单一技术路线满足所有需求,就像用同一把钥匙开所有的锁,结果只
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!