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
4月18日,清华大学化工系张强教授课题组在能源领域知名期刊《焦耳》(Joule)上发表了论文《用于金属锂电池的珊瑚状碳纤维基复合锂金属负极》(Coralloid Carbon Fiber-Based Composite Lithium Anode for Robust Lithium Metal Batteries),报道了课题组在高安全高容量的复合锂金属负极领域的研究取得的重要进展。该研究被《焦耳》选为本期封面文章,并刊登了封面图片。
金属锂具有极高的理论比容量和最低的氧化还原电极电势,因而成为了下一代高能量密度储能电池(下一代固态锂电池、锂硫电池、锂空电池等)最理想的负极材料。然而,金属锂充放电过程中的枝晶问题和锂与电解质界面膜的不稳定性严重降低了锂金属电池的循环效率,缩短了电池的使用寿命,甚至带来了一定程度的安全隐患,严重阻碍了锂金属电池的发展。
封面图片采用隐喻的方式表述“复合锂金属负极”设计思想,基于亲锂碳纤维的复合锂金属负极比喻成船,能够在熔融锂的“海洋”中稳定航行
最近,研究者们提出了诸多基于导电碳骨架或金属骨架的金属锂负极。然而,很多此类骨架并未预先复合金属锂,而是作为无锂集流体进行半电池测试。这样的无锂集流体难以直接应用到全电池中。因此,如何高效地将金属锂预先复合到集流体结构中、形成可直接装配为全电池的高性能复合锂金属负极成为了研究的重点。
清华大学张强教授研究团队针对金属锂电池对于复合电极的迫切需求,提出一种珊瑚状碳纤维熔融灌锂的复合锂金属负极。采用电镀银涂层的方法将碳纤维骨架(CF)的表面改性为亲锂表面,进而可使液态熔融金属锂能够迅速吸入具有银涂层的碳纤维骨架(CF/Ag),从而制得高性能的复合锂金属负极(CF/Ag-Li)。
银镀层一方面可使任何导电骨架改性为可虹吸液态熔融锂的亲锂导电骨架,另一方面还可以降低金属锂的沉积过电势,获得高倍率下优异的循环稳定性和无枝晶无“死锂”的循环形貌。通过原位金属锂沉积实验观察,发现在该复合结构中难以形成枝晶。所提出的复合锂金属负极可以在10 mA cm-2和10 mAh cm-2的极端苛刻条件下以很低的极化稳定循环超过160圈。相比常规金属锂负极,该复合锂金属负极能够承受极端的面电流密度和面容量循环,表现出高安全性特征。
珊瑚状碳纤维熔融灌锂的复合锂金属负极
该复合金属锂负极与硫正极和磷酸铁锂正极等直接装配为性能优异的锂硫电池和磷酸铁锂电池。其磷酸铁锂电池可在1.0 C倍率下稳定循环超过500圈,而锂硫电池在0.5 C下的初始放电容量可达781 mAh g-1,并保持高容量循环超过400圈。该工作的导电骨架镀银灌锂方法可普适于任何基于导电骨架的复合金属锂负极设计与制备,其镀银层可实现高效的预置金属锂复合,并实现无枝晶、无“死锂”的循环容貌,进而获得在锂硫电池等全电池体系中优异的电化学性能,提升了储能系统系统的安全性。
该项研究工作的通讯作者是清华大学化工系长聘教授张强和助理研究员程新兵。作者顺序依次是博士生张睿、博士生陈翔、博士生沈馨、硕士生张学强、本科生陈筱薷、助理研究员程新兵、硕士生闫崇、博士生赵辰孜和张强教授。
作为《细胞》(Cell)的姊妹刊,《焦耳》是一本致力于应对全球挑战、发展可持续能源为目标,报道能源领域最新进展的知名学术期刊。
该项工作在北京市科委、科技部、自然科学基金委、等部门的资助下完成。清华信息科学技术国家实验室提供了该研究所需的计算平台。参与该项目的本科生陈筱薷获得了清华大学大学生学术研究推进计划中的“未来学者”,在本工作的电池表征工作中做出了重要贡献。
张强教授课题组致力于能源材料,尤其是金属锂、锂硫电池、电催化方面的研究。在金属锂电池领域内,通过先进手段研究固态电解质膜,通过引入纳米骨架、修饰表面固态电解质保护层等方法调控金属锂的沉积行为,实现金属锂电池的高效安全利用。这些相关研究工作先后发表在《先进材料》《美国化学会会志》《德国应用化学》《能源存储材料》《化学》《自然通讯》《美国科学院院报》等知名期刊上。近期,该研究团队在《化学评论》上进行了二次电池中安全金属锂负极评述。该研究团队在金属锂负极领域也申请了一系列中国发明专利和PCT专利,形成了具有较好保护作用的专利群。
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。
北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
在政策、技术和需求的多重驱动下,今年固态电池市场的热度和产业化进程进一步提升。硫化物固态电解质迎来产业化拐点、叠加以eVTOL为代表的细分领域爆发差异化应用需求,固态电池整体加速从研发迈向产业成果转化,工程化验证又推动了创新工艺、设备的研发与落地。与此同时,车企、电池企业、材料企业、
钠离子电池具有“低温性能好、高倍率、高安全”等优势,可广泛应用在电动二轮车、微型车、储能等市场。随着钠离子电池的商业化量产应用,GGII预计2024年我国钠离子电池出货量超1.5GWh,2025年出货量超4.5GWh,2030年出货量有望超30GWh。按1GWh钠离子电池消耗1500吨负极材料计算,到2030年,我国钠离子
硅基负极材料正在加速商业化应用。10月中旬,辉能科技在2024年巴黎车展上展出“100%硅负极”电池系统。根据德国莱茵实验室的数据,该电池系统在5分钟内可将电量从5%充至60%,8.5分钟充至80%。该电池能量密度达到321Wh/kg,预计年底最高可提升至355Wh/kg。硅基被业内认为是下一代理想的负极材料。据了解
北极星储能网获悉,10月14日晚间尚太科技公告,公司拟以自有资金或自筹资金在马来西亚设立全资孙公司,并投资建设马来西亚年产5万吨锂离子电池负极材料项目(下称“马来西亚项目”)。据披露,上述马来西亚全资孙公司注册资本为1000林吉特或其他等值货币(后续拟进行增资),公司性质为私人有限责任公
近日,江阴高新区年产20万吨低能耗高性能锂电池负极材料项目(二期)完成了开工验线手续,项目正式开工建设。该项目总投资12.6亿元,由江苏华盛锂电与苏州华赢新能源共同投资建设,今年2月该项目一期工程已经开工建设。据了解,该项目主要生产低能耗高性能锂电池负极材料,包括人造石墨负极、硅氧负极、
北极星电池网获悉,9月27日,新能源新材料行业发展交流大会在江苏省常州市武进国家高新区举行。会上,总投资3亿美元的屹创新能源新型镍氢气电池负极材料项目正式落户武高新。此次签约的项目由屹创新能源在园区增加投资,将建设新型镍氢气电池核心负极材料研发、制造基地,达产后将形成15GWh镍氢气电池
北极星储能网获悉,9月24日,华盛锂电发布公告称,公司拟通过自有资金3999.9999万元向江苏浦士达环保科技股份有限公司投资入股,按照6.50元/股的价格认购浦士达定向发行的股份。本次投资后,华盛锂电将直接持有浦士达615.38万股,持股比例为14.68%。华盛锂电称,本次投资旨在抓住新能源汽车对高容量负
作为突破电池能量密度桎梏的助力利器,硅基负极材料产业化进程不断加快。截至目前,包括特斯拉、比亚迪、蔚来、上汽智己、广汽埃安、奔驰、极氪等众多车企都已经开始或即将搭载硅基负极动力电池。宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等头部电池厂商也都已布局硅基负极动力电池产品。“硅基负极是未来最有可能
北极星电池网获悉,9月11日,璞泰来在投资交流会上,回应了关于硅基负极材料单吨售价、固态电池市场前景等热点话题。璞泰来表示,当前全固态电池尚处于研发阶段,相关产业链配套尚需进一步开发与完善,公司认为全固态电池距离大规模的商业化应用,可能尚需时日。璞泰来是国内最大的独立涂覆隔膜加工商
研究机构EVTank分析认为,2024年将是之前两年全国新建石墨化和负极材料产能集中释放的一年,整个行业将面临着较大的产能过剩的压力,负极材料的价格仍将面临着较大的下行压力。另一方面,随着大量一体化产能的建成,第三方独立石墨化加工产能将面临着较大的开工压力。2024年上半年,在终端需求增速放缓
北极星储能网获悉,11月20日,申昊科技披露公司签订日常经营合同、控股子公司收到成交通知书的公告。公告显示,杭州申昊科技股份有限公司及控股子公司杭州申昊储能科技有限责任公司与湖南恒宇签订《购销合同》,本次签署的合同金额(含税)为人民币4,300万元整。除此之外,申昊储能近日收到中国能源建
北极星储能网获悉,在努力争取救助资金失败后,瑞典电池制造商Northvolt在美国申请破产保护。该公司周四在一份声明中表示,将根据破产法第11章寻求重组,获得约2.45亿美元的新融资。Northvolt在文件中表示,Northvolt将在重组期间继续照常运营,公司拥有约3000万美元的可用现金,但背负58.4亿美元的债
北极星储能网获悉,冠盛股份11月20日在投资者互动平台表示,浙江冠盛东驰能源科技有限公司将生产的半固态锂电池产品适宜于户用储能、工商业储能和风能太阳能等大型储能领域,在准固态锂电池技术上已有技术储备,可适用于电动飞行器、电动乘用车。
北极星储能网获悉,11月19日,河南郑州航空港经济综合实验区管理委员会印发《郑州航空港经济综合实验区关于促进锂电新能源产业发展若干措施(试行)》(以下简称《方案》)的通知。《措施》指出,支持重大项目建设。针对锂离子电池正负极材料、隔膜、电芯模组、储能变流器、电池管理系统、系统集成等环
传统旺季“金九银十”已过,而锂电产业的高景气度得以延续,并且出现结构性好转的迹象。上周,碳酸锂期货价格多次上行,主力合约2501一度冲高至87600元,带动其他月份合约集体升高至8万元区间。部分机构的碳酸锂现货报价亦同步回弹,由雅保举办的最新一批碳酸锂现货拍卖,以83400元/吨的价格成交。按照
北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
北极星储能网获悉,11月19日,宁德时代动力型锂电池铁路试运首发仪式在贵阳、宜宾两地同时举行。这是全国首例锂电池铁路运输,中国动力锂电池铁路运输实现“零的突破”。此前,动力锂电池铁路运输尚未在国内开放,符合中国国家铁路集团标准、高安全的动力锂电池产品,是实现铁路运输零突破的关键。据了
北极星储能网获悉,11月15日,上海市经济和信息化委员会等印发《上海市加快培育材料智能引擎发展专项方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,定位更轻的合金、更高效的太阳能电池、更安全的锂电池材料、更快的晶体管等前景方向,谋划“研试产用”全链条应用场景,推进“人工
北极星储能网获悉,日前,有投资者在投资者互动平台提问德尔股份:目前大量涉及电池行业的公司都对固态电池的研发和推广进行了布局。有的已推出了半成品和验证品。因此,谁能在这一领域率先实现产品的定型和量产,那么就具有绝对的先发优势,这对公司的市场占有率、业绩和股价都将产生深远和重大的影响
北极星储能网获悉,11月15日,工业和信息化部、生态环境部、应急管理部与国家标准化管理委员会四部门印发《国家锂电池产业标准体系建设指南(2024版)》。文件指出,锂电池产业是推动新型智能终端、电动交通工具、新能源储能等产业发展的中坚力量,也是推广新型储能、发展未来产业的重点领域。储能型锂
北极星储能网获悉,10月30日,湖南省工业和信息化厅发布对省政协十三届二次会议第0009号提案的答复。文件提出,下一步,我们将按照省委省政府关于“4×4”现代化产业体系建设的要求,加快推动全省稀有金属产业高质量发展。其中,着力推进有色产业结构调整。一是依托湖南在钨、铋、锑、锡等稀有金属领域
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星储能网获悉,近日,LG新能源首席技术官申榮埈在于韩国首尔举行的“韩国投资周”会议上表示,LG正开发用于城市空中交通(UAM)与高空“伪卫星”的锂硫电池。同时申榮埈称,锂硫电池具有高能量密度和极大的价格竞争力。据了解,锂硫电池是锂电池的一种。锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为
北极星电池网获悉,近日,厦门大学董全峰教授团队在锂硫电池硫转化的内生机制研究中取得重要进展。锂硫电池由于其高理论能量密度(2600Wh/kg)、环境友好、硫储量丰富等优点而被认为是最有潜力的下一代高能量密度储能体系。然而,锂硫电池在硫到硫化锂的复杂转换过程中存在着可溶性中间体的穿梭效应以
5月25日欧洲汽车制造商Stellantis集团宣布,已通过旗下风险投资部门投资美国初创电池材料公司利腾(Lyten),推动开发锂硫电动车电池、轻质复合材料和车载感应解决方案。两家公司在声明中说,与传统的锂离子电池不同,利腾公司开发的锂硫电池不使用镍、钴或锰,从而使碳足迹比目前的电池低60%。此外,
2月3日,北极星电池网获悉,安徽通能新能源科技有限公司年产0.3GW锂硫电池项目环境影响评价文件已批复。文件显示,安徽通能新能源科技有限公司拟在安徽省马鞍山市郑蒲港新区马鞍山保税区世港通产业园A1厂房投资建设年产0.3GW锂硫电池项目,项目总占地面积约为16000m2,建设锂硫电池生产车间一座,配备
据媒体报道,日前《自然通讯》公布了美国能源部下属阿贡国家实验室成功开发并测试了全新锂硫电池。研究人员表示,其开发出的电池原型拥有700次的充放电循环次数,且能量密度有机会做到2600Wh/kg,这一电池的能量密度是当前4680电池的10倍左右。“现在是磷酸铁锂和三元锂电池,2022-2025年是固态电池和
碳中和目标下,储能万亿市场正在大幕拉开,于技术创新上亦在持续推进。自有关部门出于安全性能考虑,限制三元电池在储能领域的应用后,磷酸铁锂成为电池储能的主力军。然而,磷酸铁锂能量密度天花板低、低温性能差、材料成本较高的痛点仍未解决。一方面,大储项目往往布局在极端气候地区,要求在高低温
锂硫电池因为具有极高的能量密度和理论比容量,而且作为正极主要材料的单质硫储量丰富、生产成本较低,被认为是未来储能领域中最具应用前景的一类电池。但是在其实际应用之前还有一些技术难题亟待解决,比如活性材料硫的导电性差、正极体积膨胀、穿梭效应等问题严重影响了电池的循环稳定性,尤其是可溶
北极星储能网获悉,8月27日,中创新航董事长、总裁刘静瑜在2022年世界新能源汽车大会上发表视频演讲时表示,中创新航即将推出350Wh/kg高镍多元电池,满足4C快充高锰铁锂电池,以及400Wh/kg半固态电池、全固态电池、锂硫电池等新体系电池。在高电压、三元电池技术方面,中创新航率先采用高电压5系产品实
与锂离子电池相比,锂硫电池具有更高的储能潜力,但是这种电池的寿命较短。据外媒报道,瑞典乌普萨拉大学(UppsalaUniversity)的研究人员确定了其中的主要性能瓶颈。锂硫电池被视为未来电池的首选产品。比起锂离子电池,其使用的材料成本更低、更环保,而且具有更高的储能能力,可以在低得多的温度下
9月13日消息,LG化学日前宣布,装载该公司新一代电池的无人机,在韩国首次成功完成高空飞行试验。由韩国航空航天研究所开发的高空长航太阳能无人机(EAV-3),装载了LG化学的锂硫电池,成功进行了平流层飞行试验。平流层为介于对流层(地表至12km)与中间层(50至80km)之间的大气层,高度为12至50km。
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!