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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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4月19日晚间,振华新材发布2023年年度报告。年报透露,截至目前,公司已实现部分质高价优新产品的评估导入。在固态/半固态电池方面,公司正在配合客户开发相应的正极材料及氧化物、多硫化物等固态电解质。在钠离子电池正极材料方面,公司通过大单晶技术体系生产的单晶钠离子电池正极材料,材料结构完整
北极星储能网获悉,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队解决了硫化物全固态电池叠层工艺的行业痛点及瓶颈问题,打通了硫化物全固态电池的大型车载电池制作工艺的最后一道难关,在硫化物软包电池叠片技术上取得关键性突破。制备的多层叠片软包电池循环300次容量几乎不衰减,性能还在继续测试中
韩国仁川国立大学与哈佛大学联合研究团队成功开发出一种耐疲劳的电解质膜。研究团队创造了一种由Nafion和全氟聚醚(PFPE)组成的互穿网络电解质膜。Nafion是一种常用的具有质子导电性的塑料电解质,PFPE则形成了一种耐用的橡胶聚合物网络,这种橡胶的加入虽然略微降低了电化学性能,但显著提高了耐疲劳
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
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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,
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北极星储能网获悉,4月11日,江苏昆宇电化学储能项目开工。该项目由昆宇电源股份有限公司投资建设。项目总投资45亿元,占地面积300亩,建成后年产电化学储能电池12GWh,达产后年销售收入约60亿元。
储能大时代,电化学储能正处于从商业化初期向规模化发展转变的关键期,电化学储能具备地理位置限制小、建设周期短、成本持续下降等优势,是目前发展速度最快、行业内最为关注的储能技术。未来,在政府扶持政策、储能系统成本进一步下降以及储能意识提升的推动下,预计全球新增电化学储能装机量将从2022
新能源汽车与电网融合互动,是新能源汽车通过充放电装置与电网进行能量和信息的互动,按能量流向主要分为智能有序充电、双向充放电等形式,可参与削峰填谷、虚拟电厂、聚合交易等应用场景。近日,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、市场监管总局四部门联合印发了《关于加强新能源汽车与电网
链动全球,赋能绿色,驱动未来。4月27日,备受瞩目的2024年中国国际电池技术交流会暨展览会(CIBF2024)(以下简称“CIBF电池展”)在重庆国际博览中心盛大开幕,格力钛新能源携多款电池储能产品亮相,以科技创新推动产业创新,竞逐产业新赛道,助推新型储能技术成为推动能源革命的重要力量。新型储能
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4月27日下午,中城大有董事长吴发福、书记张金培、常务副总刘泽碧等在深圳会见了来访的中铁二十一局运营公司党委书记、执行董事魏惠民,总经理、党委副书记岳占双等。双方就新能源产业发展,储能项目建设等专业领域合作发展进行深度交流并达成共识,进行了合作签约仪式。中城大有新能源事业一部总经理
4月26日,中国能建数科集团党委书记、董事长万明忠一行赴山东济南,与山东国惠集团党委副书记、董事、总经理高长生举行会谈。双方围绕压气储能、地热及综合能源合作事宜展开充分交流,达成广泛共识。山东国惠集团党委委员、副总经理王京鹏,数科集团党委委员、副总经理齐志利参加上述活动。万明忠对山
4月27日,华润电力唐河县200MW光伏项目配套40MW(80MWh)储能系统EPC总承包工程招标中标候选人公示发布,第一中标候选人为威胜能源技术股份有限公司,投标报价66246021.82元,折合单价0.828元/Wh;第二中标候选人为许继电气股份有限公司,折合单价0.83元/Wh。项目位于河南省南阳市唐河县境内。招标内容和
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