登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
锂离子电池与锂空气电池放电过程比较。
不过,空气中并不只含有氧气,还有其他各种气体,比如氮气、二氧化碳、水蒸气等等。氮气还好说,化学反应性并不强,但二氧化碳和水蒸气完全可以与电池中的锂发生反应,产生的副产物会覆盖电极,使其很快丧失活性甚至引起电池短路。这一问题让不少锂空气电池不得不只能在纯氧环境中工作,从“锂空气电池”变成“锂氧气电池”,这样一来,“背上氧气瓶”的锂空气电池不仅能量密度优势几乎丧失殆尽,还增添了氧气瓶这个额外的安全风险因素。如何才能使得这种“呼吸电池”像病人恢复健康那样摆脱氧气瓶而自由呼吸?这个问题困扰了众多科学家多年。最近,美国伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的Amin Salehi-Khojin教授和阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的Larry A. Curtiss博士等人找到了一种革命性的方法,他们在Nature 杂志报道了一种能在空气中工作的长寿命锂空气电池,实验数据表明在模拟空气中这种锂空气电池具有长达700次充放电循环的寿命。
本文部分作者(从左至右):Robert Klie、Mohammad Asadi(一作)、Amin Salehi-Khojin和 Fatemeh Khalili。图片来源:Jenny Fontaine / UIC[1]
回顾过往的研究,Larry Curtiss博士说,“也有一些研究者尝试构建锂空气电池,但由于循环寿命较差而失败了。”[1] 那么,他们是如何成功的呢?
为了让锂空气电池能在含氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气的模拟空气氛围中长时间工作,研究者采用了两套策略来抑制其中的副反应。第一,对电池的金属锂负极进行碳酸锂/炭的涂层保护。这种多孔材料涂层仅允许锂离子通过,而将模拟空气的成分排除在外,由此保护锂负极。第二,正极材料采用此前报道过的二硫化钼纳米片材料,电解质使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMIM-BF4)和二甲亚砜(DMSO)混合物。这套电池系统可以避免那些在二氧化碳和水存在下生成的副产物,从而大幅延长电池寿命。
新型锂空气电池结构示意图。
碳酸锂/炭保护层通过锂和二氧化碳的电化学反应直接沉积在锂负极上,研究者通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、电子能量损耗能谱进行了表征(下图)。对电池充放电51次,数据表明带保护层的锂负极稳定性优异,平均每次循环的锂损失不超过0.03%。而电化学阻抗谱显示带保护层的锂负极的阻抗为550千欧姆,这比没有保护的锂负极高了约20倍,说明锂负极上的确形成了绝缘的保护层。
对带保护层锂负极的表征。
接着研究者在模拟空气氛围中测试了这种新型锂空气电池。模拟空气包含79%的氮气、21%的氧气、500 p.p.m的二氧化碳,湿度45%,温度25摄氏度。测试结果让人十分满意,这种新型锂空气电池在700次充放电循环中没有发生任何故障。很显然,这是负极碳酸锂/炭保护层的功劳,因为如果使用没有保护的锂负极,相同的电池结构只能循环11次。研究者还发现,碳酸锂/炭保护层太厚或者太薄都对电池的性能不利,循环沉积10次所得保护层厚度最佳。对于放电过程在正极上产生的放电产物,研究者也进行了表征,验证了该产物只包含过氧化锂,而没有碳酸锂和氢氧化锂这两种与二氧化碳和水有关的副产物。另外,EMIM-BF4和DMSO混合物电解质也表现出了良好的稳定性,经历550个充放电循环而没有明显变化。研究者还通过微分电化学质谱原位检测产生以及消耗的气体,从而定量研究电池充放电过程中的电化学反应。实验结果证明,在充放电过程中通过双电子转移过程发生了可逆的过氧化锂形成和分解。
锂空气电池中的正极性能研究。
除了研究了放电产物的形貌和组分,研究者还通过密度泛函理论(DFT)计算、分子动力学模拟来进行机理研究,进一步解释为什么这种结构的锂空气电池能够在模拟空气氛围中长时间稳定地工作。
实验室制备的锂空气电池器件。
“我们的锂空气电池设计代表了电池领域的一场革命,”Amin Salehi-Khojin教授说,“这种真正的锂空气电池的首次问世,是发展‘超越锂电’电池的重要一步。不过,想要将其商业化我们还有更多工作要做。”[1]
A lithium–oxygen battery with a long cycle life in an air-like atmosphere
Nature, 2018, 555, 502-506, DOI: 10.1038/nature25984
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。
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
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
受供需突变、债务高企、技术竞争力不足、供应链脆弱、地缘政治加剧贸易与投资不确定性等多重因素冲击,锂电产业链公司正经历前所未有的生存挑战,行业分化加剧,洗牌步入深水区,一场关乎存续与出局的战役已经打响。“红海”搏杀从高歌猛进到销声匿迹2025年全球电池行业破产、退市事件频发。在国际市场
北极星储能网获悉,6月23日晚,藏格矿业公告称,2025年6月23日,旗下控股的孙公司收到西藏自治区发改委批复,核准阿里地区改则县麻米错盐湖矿区锂硼矿开采。该项目设计年产电池级碳酸锂5万吨。公告显示,麻米错盐湖位于西藏阿里地区改则县麻米乡,该项目估算总投资为45.37亿元,全部为企业投资。该项目
春分而登天,秋分而潜渊。2025年上半年的碳酸锂市场,正是处于一种阴沉、隐忍的氛围之中。市场总体供需两旺根据ICC鑫椤锂电统计,2025年全球锂资源产能达到190-195万吨(LCE当量),由于各种原因,实际产量约为160-165万吨,仍高于实际需求约20万吨左右,供大于求的格局并未改变。在此背景下,2025年上
北极星储能网获悉,6月20日,盐湖股份披露投资者关系管理信息,回答投资者问题。2025年,公司正式融入中国五矿体系与中国盐湖,公司将牢牢把握融入央企平台的历史机遇,以高度的责任感与使命感,全力投身世界级盐湖产业基地建设。现各项业务有序开展,主要产品生产和销售稳定,为后续公司发展奠定了坚
近日,四川省经济和信息化厅发布经信系统重点调度的2025年500个重点工业和技术改造项目名单,项目总投资17048.9亿元,2025年计划投资3291.6亿元。其中包含川投泸州天然气发电及配工程项目、四川华电内江白马2×475兆瓦燃机示范项目、四川达州燃气电站二期工程、国家电投川东北高效清洁煤电综合利用一体
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
北极星储能网获悉,6月19日,大中矿业发布与湖南临武高新技术产业开发区管理委员会签署《投资协议书》的公告,司拟在临武县建设“年产3000吨金属锂电池新材料项目”,项目总投资10亿元。大中矿业公告,公司与临武高新技术产业开发区管理委员会签署《投资协议书》,计划在临武县建设“年产3000吨金属锂
北极星储能网讯:2025年1–4月,我国锂离子电池(下称“锂电池”)产业延续增长态势。根据锂电池行业规范公告企业信息和行业协会测算,1–4月全国锂电池总产量超过473GWh,同比增长68%。电池环节,1–4月储能型锂电池产量超过110GWh,新能源汽车用动力型锂电池装车量约184GWh。1–4月全国锂电池出口总
据德国媒体“BneIntelliNews”报道,5月28日,玻利维亚位于NorLipez的法院裁定立即暂停玻利维亚国家锂业公司与中国和俄罗斯公司的锂矿特许权交易,禁止开展与协议相关的任何行政或运营活动,直至司法程序终结。这一决定导致去年玻利维亚国家锂业公司与宁德时代子公司香港CBC和俄罗斯UraniumOne集团签署
5月29日,锂价正式跌入5字头时代。碳酸锂期货主力合约开盘跌破6万元/吨大关,收盘于58860万元/吨。同时,业内曝出6月份的碳酸锂供应量预计依然还将大幅增长。本着“没有最低,只有更低”的精神,市场价格的矫枉过正的戏码正在越演越烈。然而,也正是此时,真正的产能出清才可能如期到来。锂价!开启5字
北极星储能网获悉,5月26日,紫金矿业集团股份有限公司(以下简称“紫金矿业”)发布公告称,紫金矿业拟将其控股子公司紫金黄金国际有限公司(以下简称“紫金黄金国际”)分拆至香港联交所主板上市。发行方式为香港公开发行及国际配售。本次分拆上市发行的股份数量不超过发行后紫金黄金国际总股本的15%
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!