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
前言:锂离子电池的安全事故频发,要归咎于它的“软肋”——电解质。当锂离子电池放电时,原本镶嵌在电池负极(通常为石墨)中的锂离子脱嵌出来向正极(通常为钴锂氧化物、磷酸锂铁等含锂化合物)移动;而当电池充电时,上述过程便反了过来,锂离子从正极移向负极并重新嵌入石墨中。为了保证锂离子电池能够正常工作,我们需要提供一个液体介质,让锂离子能够在两个电极间自由移动,这个媒介就是电解质。不仅是锂离子电池,其它类型的电池同样离不开电解质这一关键组成部分。
前情提要:在本文上半部分,我们介绍了离子液体的基本概念——在室温或者略高于室温的条件下处于液体的离子化合物,以及它的重要用途,即作为更加安全环保的溶剂。在下半部分,我们还将了解更多离子液体的潜在应用,而这些应用都与我们的生活密切相关。
打开生物质宝库的金钥匙
我们知道,石油、煤炭、天然气等化石燃料已经成为现代社会赖以运转的根基之一。然而随着化石燃料的日渐枯竭,以及燃烧化石燃料排放二氧化碳造成的全球气候变暖等气候问题,人们不得不寻找更具有可持续性的新能源。而在众多可再生能量来源中就包括了生物质,即地球上各种生物制造出来的有机物。作为新能源的生物质,当然不是要我们走砍柴烧火的老路,而是着眼于对生物质进行精炼,将其转化为性能更高的液体或者气体燃料。在这一过程中,我们还可以获取其它原本需要从化石燃料中提炼的重要化工原料,可谓一举两得。
目前,不少通过生物质精炼来获取燃料、或者化工原料的工艺已经相当成熟。例如糖类经微生物发酵后得到的乙醇,不仅能按照一定比例添加入汽油中作为汽车燃料使用,还可以与动植物油脂反应,得到能够替代柴油的生物柴油。乙醇还可以作为许多化工产品的原料,例如将其脱水后就得到乙烯,可以合成重要的塑料聚乙烯。
然而,这些方法虽然行之有效,但其利用的对象主要是淀粉、糖、油脂等来自农产品的生物质,因此不可避免地要与粮食生产争夺土地。在全世界仍然有九分之一的人口未能摆脱饥饿的情况下,这些利用生物质能源的手段难免遭人诟病。因此,不少领域内科研人员认为,生物质能源要想真正发展,必须将利用对象转移到木质纤维素生物质。
所谓木质纤维素生物质,指的是由纤维素、半纤维素和木质素这三种天然高分子化合物组成的生物质,它们构成了绿色植物的主干,可以说是植物生物质的代名词。木质纤维素生物质不仅储量丰富,而且它们不能被人体消化吸收。因此,如果把生物质能源的原料从农作物转换到木质纤维素,不仅可以大大减轻对农业生产的依赖,而且还可以帮助消化农产品加工的废料,例如秸秆、甘蔗渣等。而迈出这一步转换在理论上也并不困难:纤维素可以通过化学或者生物手段水解为葡萄糖,只要这一步做好了,我们就可以将取之不尽用之不竭的木质纤维素资源与成熟的生物质能源技术实现完美对接。
然而在实践中,正是纤维素水解这至关重要的第一步,让研究人员颇为头疼。由于分子间强烈的氢键,纤维素会形成致密的晶体,这使得它们无法溶解于大多数溶剂。如果不能形成溶液,纤维素的水解就很难高效地进行。幸运的是,近年来研究人员发现,许多离子液体可以通过破坏纤维素分子之间的氢键来溶解一定比例的纤维素,一些离子液体甚至可以将整个木质纤维素生物质悉数吞下。一旦形成了溶液,我们就有可能对纤维素进行进一步的处理,从而更好地利用大自然赋予我们的宝库。
离子液体不仅可以帮助我们更好地利用生物质,还有可能在另一项与能源有关的应用中大显身手,那就是如今几乎人人都离不开的锂离子电池。
让锂离子电池更安全
2016年,著名手机制造商韩国三星公司的Note7手机在上市不久就多次发生充电时爆炸的事故,不仅给用户带来财产损失,还导致各国航空公司出于安全考虑对三星Note 7手机颁布“禁令”,一时成为轰动新闻。这一系列事故的罪魁祸首,正是手机使用的锂离子电池。
其实,这并不是锂离子电池第一次“惹是生非”。在2006年,日本电子产品制造商索尼公司生产的锂离子电池就曾因为存在安全隐患,导致大量笔记本电脑被厂商召回。还有今年特斯拉电动汽车发生的多次自燃事故,也被怀疑与汽车使用的锂离子电池有关。
锂离子电池的安全事故频发,要归咎于它的“软肋”——电解质。当锂离子电池放电时,原本镶嵌在电池负极(通常为石墨)中的锂离子脱嵌出来向正极(通常为钴锂氧化物、磷酸锂铁等含锂化合物)移动;而当电池充电时,上述过程便反了过来,锂离子从正极移向负极并重新嵌入石墨中。为了保证锂离子电池能够正常工作,我们需要提供一个液体介质,让锂离子能够在两个电极间自由移动,这个媒介就是电解质。不仅是锂离子电池,其它类型的电池同样离不开电解质这一关键组成部分。
最常被用作电池电解质的,是离子化合物的水溶液。例如最常见的一次性碳锌干电池使用的电解质,是氯化铵或者氯化锌溶于水形成的糊状物;而一次性碱性电池的电解质则是氢氧化钾这种强碱的水溶液,这也就是这种电池得名碱性电池的原因。
那么以此类推,只要将锂盐溶于水,我们不就可以得到锂离子电池的电解质了吗?很不幸,这个通常情况下屡试不爽的方法,在这里却是行不通的,这是由于锂离子电池的工作电压太高,足以将水电解成氢气和氧气。因此在锂离子电池中,我们只能用有机溶剂来代替水去溶解锂盐。然而这些有机溶剂虽然不会被电解,却具有易燃的缺点。一旦锂离子电池发生故障,有机溶剂被点燃,其后果自然不堪设想。
尽管锂离子电池屡屡发生安全事故,但我们还是不得不依赖它,这是因为锂离子电池具有可反复充电、能量密度大等优势,在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中,现有其他类型的电池还真的无法胜任。特别是随着锂离子电池用于电动汽车等新型交通工具,以及与太阳能、风能配套的储能设备,其应用范围还将进一步扩展。因此,提高锂离子电池的安全性刻不容缓。
既然锂离子电池安全隐患的根源是电解质中易燃的有机溶剂,我们能否用不会燃烧的溶剂来替代它呢?刚才提到,用水溶液做电解质是行不通的,那么剩下的选择自然就是离子液体了。而事实上,离子液体也确实没有辜负科学家们的期待。
2010年来自加拿大的一项研究表明,如果向传统的锂离子电池电解液中加入质量分数为40%的离子液体,电池的性能并没有受到明显的影响,但电解液的易燃性显著降低,即便面对明晃晃的火焰也不会燃烧。有了这样的电解质,锂离子电池的安全隐患或许将彻底成为历史。
向常用于锂离子电池电解质的有机溶剂中添加40%的离子液体后,溶剂就变得不再易燃,从而大大提高了锂离子电池的安全性。
不过,离子液体虽然在许多领域都显示出了独特的优势,但相当一部分与之有关的应用仍然停留在实验室研究阶段。这背后的原因虽然多种多样,不过有几个颇具共性的“拦路虎”值得注意。
首先,与传统的溶剂相比,离子液体还是贵了点儿。据估算,目前离子液体的价格在每公斤20美元左右,如果要想用离子液体取代传统的有机溶剂,其价格至少应该降至每公斤2.5美元左右,才会让习惯了精打细算的生产者觉得有利可图;
其次,许多离子液体虽然在室温下是液体,但黏度较高,流动性比起传统有机溶剂差了一大截,这就可能给生产和使用过程带来诸多不便。
第三,早期开发的离子液体大多容易吸湿,这在很多场合也是个麻烦事。例如许多离子液体虽然是纤维素的良好溶剂,但其中一旦混入了少量的水分,对纤维素的溶解能力就会直线下降;另外,一些离子液体,例如前面提到的六氟磷酸盐,一旦遇水就会分解,释放出剧毒的氢氟酸,对使用者的人身安全是严重的威胁。如果离子液体的使用必须在极度干燥的条件下进行,也会让它们自身的优势大打折扣。除此之外,离子液体使用后如何回收再利用,以及如何降低某些离子液体的毒性,都是值得注意的问题。
毋庸置疑,离子液体今后的发展道路上仍然有许多难关需要克服。不过,几十年的实践告诉我们,这些会流动的盐的确可谓是前途无量。不断发展进步的离子液体,必将给我们带来更加绿色环保的生活。
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。
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年6月3日-2025年6月6日期间发布的储能项目动态整理如下:180MW/720MWh!国家电投黄河水电最大储能电站并网投产!5月30日,青海海南州塔拉滩上捷报传来,黄河公司建设的贡玛储能电站正式并网,标志着公司目前最大容量集中式储能电站建成投运。至此,
北极星储能网讯:6月6日,广东湛江徐闻200MW/400MWh独立共享储能电站项目EPC总承包工程采购发布。本次招标为预招标,项目位于广东省湛江市徐闻县,招标人为湛江天转储能科技有限公司,由中国能建广东院持股90%。项目建设8套高压级联全液冷储能单元,电池采用磷酸铁锂电池,以220kV电压等级拟接入当地电
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国BBU(BackupBatteryUnit)行业发展白皮书(2025年)》。2024年以来,随着AI需求爆发,BBU成为行业热点,多家电池企业针对BBU领域推出全极耳产品,EVTank统计数据显示,2024年全球BBU领域锂电池出货量0.5亿颗。在AI大爆发背景下,传统互联网数据
宁德时代重新入股江西升华后,双方的合作关系再进一步。这次宁德时代预定了更多磷酸铁锂产能。6月5日晚间,富临精工发布公告,子公司江西升华与宁德时代签署补充协议,对2024年8月达成的业务合作协议进行修订。协议修订后,宁德时代对江西升华的支持力度进一步增强,承诺的采购期间有所延长,采购规模
北极星氢能网获悉,6月4日下午4时,在临港区碳纤维产业园民用复材区上空,一架四旋翼氢动力无人机轻盈悬停、垂直起降,姿态稳定,标志着四旋翼氢动力无人机成功实现威海首飞。这架无人机由科泰克(山东)特种装备科技有限公司(以下简称“科泰克”)和深圳氢蓝时代动力科技有限公司(以下简称“氢蓝时
富锂锰基(LRM)材料,因其超高比容量和低成本等优势,被行业寄予厚望。近期,通用汽车宣布,将与LG新能源合作,推出新型富锂锰基方形电池,并将该电池应用于未来通用电动卡车和全尺寸SUV。通用汽车的目标是,成为首家在电动汽车上部署富锂锰基电池的汽车制造商。据了解,该富锂锰基电池计划将于2027年
北极星储能网获悉,6月5日,永杰新材在投资者互动平台表示,公司目前主要生产1系、3系、4系、5系、6系、8系铝合金板带箔,产品主要应用于锂电池、电子电器、车辆轻量化等领域。在市场拓展方面,公司围绕锂电池、消费电子等重点领域,将持续挖掘国内外优质客户资源,把握新兴客户的成长机遇,逐步实现向
北极星储能网获悉,6月6日消息,此前,德尔股份与浙江省湖州市吴兴区织里镇人民政府签订了相关《投资合作协议》,计划投资约3亿元投资建设新型锂电池中试及产业化项目和智能电机产业化项目。投资合作协议中的“新型锂电池中试及产业化项目”所称的新型锂电池,指公司研发的固态电池。公司拟将前期在日
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
北极星储能网获悉,6月4日,冠盛股份在其投资者活动中透露,公司的半固态磷酸铁锂电池主要面向储能客户,在安全性上较传统液态电池有显著提升,如通过针刺、挤压、碰撞等实验后不燃烧、不爆炸等,针对一些对安全性要求高的特定场景,如与人直接接触的储能场景等,能获得一定的溢价空间。在循环寿命方面
“绿电直连”11类应用场景测算(来源:微信公众号“孙小兵”作者:孙小兵)2025年6月4日2025年5月,国家发展改革委、国家能源局印发了《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号)(以下简称“650号文”)。作者结合近期在零碳园区策划上的实践和思考,对绿电直连专线缴纳输
据外媒报道,美国储能系统和可再生能源服务提供商Fluence公司在5月8日发布了其2025财年第二季度财务业绩报告(即1月1日至3月31日这三个月的业绩)。该公司在其发布公告中指出,贸易关税不确定性导致Fluence公司降低了该公司2025财年收入和息税折旧摊销前利润(EBITDA)业绩预期,尽管如此,该公司首席
作者:彭鹏1王成东2陈满1王青松2雷旗开1金凯强2单位:1.南方电网调峰调频发电有限公司储能科研院2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室引用本文:彭鹏,王成东,陈满,等.某钛酸锂电池储能电站热失控致灾危害评价[J].储能科学与技术,2025,14(4):1617-1630.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1006本
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
5月29日17时06分,江苏吴中区太湖街道雷山路与东太湖路交叉口处往西60米一货车运载的磷酸锂电池组起火。消防员立刻同步调派叉车转移起火电池组至安全区域,结合锂电池起火的特殊性最终决定使用“围堰淹没处置战法”快速控制火情,有效避免次生灾害。约半小时后,火势已被控制,一小时后明火已完全扑灭
北极星储能网获悉,6月3日,1批汽车用钠离子动力电池组,经福州海关所属宁德海关关员现场实施危包使用鉴定合格,并取得危险货物包装使用鉴定证书后顺利出口。据悉,这是全国首批钠离子汽车动力电池出口。钠离子电池是一种新型二次电池,其工作原理与锂离子电池类似,通过钠离子在正负极间的往复移动实
北极星储能网获悉,6月2日消息,为加强锂离子电池全生命周期安全与质量管理,市场监管总局(国家标准委)近日批准发布《锂离子电池编码规则》(GB/T45565—2025),并将于2025年11月1日起实施。该标准由中华人民共和国工业和信息化部提出,归口于中国电子技术标准化研究院,由比亚迪、宁德时代、亿纬锂
北极星储能网获悉,近日,住房和城乡建设部应用锂离子储能系统的光伏高层建筑火灾风险评估及验证、光伏高层建筑火灾辅助逃生设施及简易自动喷水灭火系统的应用可靠性及关键技术验证发布了中标公告。中国建筑科学研究院有限公司以80.00万元中得。住房和城乡建设部应用锂离子储能系统的光伏高层建筑火灾
北极星储能网获悉,截至5月26日,云南省新型储能累计并网投产总装机突破300万千瓦,达303.5万千瓦/607万千瓦时,提前超额完成“十四五”规划目标。新型储能是指除抽水蓄能以外的储能技术,包括锂离子电池、液流电池、飞轮储能、压缩空气储能、氢储能等。
北极星储能网获悉,5月30日,珠海冠宇发布投资项目建设内容变更的公告。2022年,珠海冠宇子公司浙江冠宇电池有限公司(以下简称“浙江冠宇”)拟在重庆市万盛经济技术开发区(以下简称“万盛经开区”)内依法投资设立项目公司投资建设高性能新型锂离子电池项目,项目预计总投资人民币40亿元(最终项目
北极星储能网获悉,5月28日,广东东莞发布2024年度新型储能高质量发展专项资金申报工作。面向锂离子电池、钠离子电池、液流电池、固态电池等先进新型储能技术路线的原材料、元器件、工艺装备、电芯模组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)、系统集成等领域建设的增资扩产项
全球新能源产业进入高速增长期,但政策不确定性、技术迭代加速、国际竞争加剧等因素导致法律风险频发。近年来,全球新能源产业呈现爆发式增长态势。然而,行业高速发展背后暗藏多重法律风险。(作者:莫泰京北京市盈科律师事务所律师)新能源行业法律风险白皮书——合规挑战与应对策略目录一、行业趋势
近日,彭博新能源财经(BloombergNEF,以下简称“BNEF”)公布了2025年第二季度全球一级光伏逆变器制造商名单,固德威凭借其可靠的产品和解决方案、稳健的国际化步伐以及卓越的品牌口碑成功入选榜单。此次入选BNEFTier1榜单,不仅是对固德威过往成绩的高度认可,也彰显了其在全球光伏逆变器市场的重要
2025年6月10-13日,全球光储行业年度盛会——SNECPVES第十八届(2025)国际太阳能光伏和智慧能源储能及电池技术与装备(上海)大会暨展览会(简称2025SNECPVES国际光伏储能两会)即将震撼开幕!会议时间:2025年6月10-12日会议地点:国家会展中心上海洲际酒店(上海市诸光路1700号)展览时间:2025年6月11-
6月5日,国家电投发布《山东电力工程咨询院有限公司2025年第138批招标国家电投大连市花园口I、II海上风电项目海上主体工程施工中标结果公示》的公告。公告显示,标段1:国家电投大连市花园口I海上风电项目海上主体工程中标人为中国铁建港航局集团有限公司,中标价格为46439.6686万元。标段2:国家电投
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年6月3日-2025年6月6日期间发布的储能项目动态整理如下:180MW/720MWh!国家电投黄河水电最大储能电站并网投产!5月30日,青海海南州塔拉滩上捷报传来,黄河公司建设的贡玛储能电站正式并网,标志着公司目前最大容量集中式储能电站建成投运。至此,
6月6日,蜂巢能源第300000套堡垒越野电池在遂宁基地正式下线,这一里程碑事件彰显了中国动力电池的技术积累与产业化突破。而在落幕不久的2025环塔拉力赛中,堡垒越野电池助力坦克夺得多个分段冠军以及总冠军,正是堡垒越野电池强大的性能与高标准智能化生产的双重验证。蜂巢能源堡垒越野电池基于三大核
2025年1月20日,特朗普正式就任美国第47任总统。上任后特朗普政府大幅调整拜登政府的气候及能源政策,不仅对美国自身能源、环境、经济、社会等诸多层面造成冲击,而且在国际范围产生广泛影响。本文系统梳理本届特朗普政府自上任以来的能源政策动向及全球影响,分析我国应如何有效对冲特朗普政府能源政
北极星储能网讯:6月6日,广东湛江徐闻200MW/400MWh独立共享储能电站项目EPC总承包工程采购发布。本次招标为预招标,项目位于广东省湛江市徐闻县,招标人为湛江天转储能科技有限公司,由中国能建广东院持股90%。项目建设8套高压级联全液冷储能单元,电池采用磷酸铁锂电池,以220kV电压等级拟接入当地电
北极星储能网讯:6月4日,陕西省发展和改革委员会发布关于再次公开征求《关于调整分时电价政策有关事项的通知(征求意见稿)》意见的公告。文件明确10:00-14:00四个小时执行午间低谷电价,在国家法定假日期间执行深谷电价。另外,迎峰度夏(冬)期间工商业用电将实施尖峰电价,夏季7月、8月尖峰时段为
北极星储能网讯:6月4日,浙江省发改委、能源局于近日印发《2025年浙江省迎峰度夏电力需求侧管理工作实施方案》。方案提到,推动工商业用户主动开展削峰填谷,引导广大电动汽车车主推迟晚间充电时间,力争通过分时电价引导实现1GW以上削峰效果,有效降低全省基础用电负荷。鼓励虚拟电厂参与响应,规范
行业痛点直击:政策转变下,你的光储资产如何破局?394号文全面落地,新型储能如何抓住电力交易与辅助服务红利?136号文明确指引,数字化智能化如何成为资产收益核心引擎?行业困局待解:电站巡检运维效率低、光储充用系统数据孤岛严重、项目收益率波动大、绿电消纳与增值服务难落地……当政策机遇与技
“储能市场化”这一美好愿景,终于将照进现实、加速落地。但就当下而言,其实大多数储能企业并没有做好应对市场化的准备,政策的迅猛推进将倒逼储能技术快速迭代,尤其将压力传导给电池管理系统BMS。在此过程中,以协能科技为首的BMS企业,有望成为储能变革新时代的探路先锋!多次“首”创!“三代”BM
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!