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
当前,锂离子电池已成为便携式电子设备、电动汽车、可再生能源系统等领域的主要能源转换和存储设备。商用锂离子电池的能量密度虽然有所提升,但其制造成本较高,且不易回收,难以满足便携式电子设备、可再生清洁能源、电网调峰等领域对高能量密度、低成本、环保储能器件的性能要求。
近日,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳团队联合香港理工大学教授郑子剑团队,成功研制出新型硅—石墨双离子电池。
“该电池在上万次弯折过程中的单次压降仅为0.0015%,在10 C倍率下循环2000次后的容量保持率高达97%,在柔性储能领域展现出良好的应用前景。” 唐永炳向《中国科学报》介绍说。相关论文日前已发表于《先进材料》(Advanced Materials)。
从铝—石墨双离子电池说起
2007年,唐永炳在中国科学院金属研究所获博士学位,随后在导师成会明研究员(2013年当选为中国科学院院士)的推荐下,前往香港城市大学从事访问研究,并于2013年9月加入深圳先进院。
“成老师认为只有研发出新型高效低成本储能器件及其关键材料,才能真正促进钠、钾等非锂体系电池的发展。”唐永炳告诉记者,在成会明的指导下,他开始带领团队从事新型储能器件及材料的研究开发。2016年3月,唐永炳团队在《先进能源材料》上发表了第一篇关于铝—石墨双离子电池的研究成果。
此前报道的双离子电池,由于正、负极都采用石墨材料,石墨的振实密度较低,并且作为正负极的比容量都不高,导致双碳电池的能量密度较低。双离子电池的研究发展缓慢。
对此,唐永炳团队提出了活性材料/集流体一体化的设计思路。他介绍,相比现有传统石墨负极,铝等合金化型金属负极具有更高的理论比容量,在提高能量密度方面具有优势。“此外,铝具有优异的导电性和延展性,并且廉价且储量丰富,因此我们采用一体化设计的铝箔同时作为活性物质和导电集流体,构建了新型铝—石墨双离子电池。”
在后续的研究工作中,为了提高铝负极在新型电池中的稳定性,唐永炳团队还进行了铝负极的结构改性和界面调控,研发出三维多孔铝/碳负极、中空界面结构的铝负极、碳包覆纳米铝负极、活性材料/集流体/隔膜一体化电极、超快充放一体化柔性电池等。
“我们将这种一体化的设计新思路进一步拓展到不依赖于有限锂资源的钠、钾、钙基双离子电池体系,为发展新型高效低成本储能器件开拓了新思路。”唐永炳说。
联合攻关提升能量密度
目前,双离子电池的主要技术难点在于其工作电压较高(大于4.2伏),常规碳酸酯类电解液易氧化分解,造成电池充电效率降低。
“现在亟待设计研发高电压电解液体系,解决产气现象,并提升双离子电池的充电效率。”唐永炳说,“提高其能量密度的途径主要有两条,一是开发针对双离子体系的高容量正负极材料;二是研发高浓度电解液体系,减小电解液用量,从而提高能量密度。”
就负极而言,硅具有高理论比容量,且储量丰富,是提高双离子电池能量密度的理想负极材料。问题也随之产生,唐永炳团队发现,硅负极严重的体积膨胀问题制约了其在双离子电池中的应用。
尽管研究人员提出了纳米化、多孔结构、复合结构等多种改性方案,但多数采用金属材料作为集流体,硅负极与集流体之间的刚性界面接触造成界面应力集中,从而导致界面开裂甚至活性材料剥落,使得循环性能难以满足实际应用要求。
对此,唐永炳团队提出柔性界面设计策略,拟将硅负极构筑于柔性聚合物织物表面,从而对界面应力进行有效调控。他介绍道:“要实现硅负极在柔性聚合物表面的良好界面构筑,需要在二者之间设计具有良好导电性的界面缓冲层。”
郑子剑团队在柔性导电织物领域具有良好的工作基础,因此双方开展联合攻关。郑子剑团队主要负责柔性导电织物的制备研究,从而为硅负极提供柔性导电基底材料;唐永炳团队则以柔性导电织物为基底,开展柔性硅负极制备、电池组装、原位应力及电化学性能测试等研究工作。
此外,目前唐永炳团队在高浓度电解液的研发方面也取得了阶段性突破,已研发出高浓度高电压电解液体系,有望进一步提升双离子电池的能量密度和稳定性。
期望早日投入示范应用
近年来,唐永炳团队在能源材料化学领域,尤其是新型电池、柔性电池、新型正极材料等方向开展了一系列研究工作。除了前文列出的相关研究成果,该团队还采用多离子杂化策略,通过引入少量具有高动力学性能的离子,提升了钠、钾、钙离子等电池体系的倍率性能,为改善钠、钾、钙等新型电池体系的动力学性能提供了新的解决思路。
此外,为发展高效低成本且环保的新型正极材料,唐永炳团队还率先开展了草酸盐体系、混合聚阴离子体系等新型正极材料的开发及其电化学反应机理的研究工作。
从目前的发展来看,双离子电池未来的应用领域主要在储能领域。唐永炳颇为看好双离子电池的未来,比如,家用储能、UPS、通信基站、分布式储能系统等领域。但他谨慎表示:“双离子电池未来的具体应用还要取决于技术成熟度能否满足相关领域的技术要求。”
当前,唐永炳团队已联合深圳本地大型企业逐步开展双离子电池的产业化技术攻关研究,并取得了预期进展,已进入中试验证阶段。随着双离子电池技术的不断成熟,他希望通过努力,未来三到五年,产品从小型储能系统应用示范逐渐扩展到其他储能系统的应用推广。
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。
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
北极星固废网获悉,3月4日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部研究制定锂离子电池用再生黑粉原料进口管理要求,并对《关于规范再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》(公告2020年第78号)进行修订,形成《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、
作者:刘通1,3杨瑰婷1毕辉4梅悦旎1刘硕1宫勇吉3罗文雷2单位:1.空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所;2.军事科学院国防科技创新研究院;3.北京航空航天大学材料科学与工程学院;4.中国科学院上海硅酸盐研究所引用:刘通,杨瑰婷,毕辉,等.高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望[
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池回收拆解与梯次利用行业发展白皮书(2025年)》。EVTank数据显示,2024年中国废旧锂离子电池实际回收量为65.4万吨,同比仅增长5.0%,其中回收的磷酸铁锂电池及废料达到40.0万吨,占比继续提升至61.2%,三元锂电池及废料为24.3万吨,
北极星储能网获悉,3月4日,生态环境部公开征求关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料进口管理有关事项的意见。其中提出,符合要求的锂离子电池用再生黑粉原料不属于固体废物,可自由进口。
作者:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,向永贵,陆海燕,邵晓丹,张益明,王可单位:空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所引用本文:梅悦旎,屈雯洁,程广玉,等.锂离子电池正极补锂技术研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):77-89.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0767本文亮点:1、本文对当前主流的正极
北极星储能网获悉,3月1日,福鼎时代锂离子电池生产基地5号超级工厂项目正式封顶,该项目以4个月零10天的建设时间,刷新了宁德时代土建阶段的最快建设速度。据了解,福鼎时代锂离子电池生产基地是宁德时代全球布局中的最大单体项目,总投资220亿,福鼎时代5号超级工厂项目厂房单体建筑面积达23万平方米
北极星储能网获悉,2月27日,工信部发布2024年全国锂离子电池行业运行情况。2024年,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,全国锂电池总产量1170GWh,同比增长24%。行业总产值超过1.2万亿元。电池环节,1–12月消费型、储能型和动力型锂
2月20日下午,中国消防协会在京举行《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》发布仪式暨数据中心锂离子电池安全应用技术论坛,正式发布《数据中心锂离子电池消防安全白皮书》。中国消防协会李引擎副会长宣布白皮书正式发布,中国消防协会副会长兼秘书长曹忙根、华为数字能源技术有限公司副总裁方良周分别
根据行业标准制修订计划,相关标准化技术组织已完成《锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要求》等4项行业标准的制修订工作。在以上标准批准发布之前,为进一步听取社会各界意见,现予以公示,截止日期2025年3月14日。标准编号:SJ/T12001-2025标准名称:锂离子电池正极材料单位产品能源消耗技术要
中国盐湖工业集团有限公司(以下简称“中国盐湖”)近日在青海正式揭牌。这被认为是央地协同打造具有国际影响力的盐湖产业“航母”迈出的重要一步。中国五矿披露的信息显示,中国盐湖由青海盐湖工业股份有限公司(以下简称“盐湖股份”)、青海汇信资产管理有限责任公司、五矿盐湖有限公司3家企业组成,员
近日,哈尔滨工业大学化工与化学学院王振波教授团队在低温双离子电池负极材料研究领域取得重要进展,开发出可在-60℃工作的双离子电池负极材料。相关研究以《解锁快速钾离子动力学:可在-60℃下工作的高倍率长寿命钾双离子电池》为题发表在《德国应用化学》上,有望为新一代储能系统的双离子电池技术的
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队联合重庆理工大学教授周志明,采用高浓度电解液策略显著提升了双离子电池的能量密度及循环稳定性。相关研究成果以HighlyConcentratedElectrolytetowardsEnhancedEnergyDensityandCyclingLifeofDual-IonBattery为
近日,中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳团队,研发出了一种基于不溶性有机负极材料的镁基双离子电池。相关成果发表于《能源存储材料》。该项目有望为发展新型镁离子电池电极材料及器件提供新的思路。“镁离子电池具有高容量、储量丰富、成本低等优势,未来在储能领域具有良好的应用前景。”团队成员
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队成员成功研发出基于有机负极的高倍率、长循环钾基双离子电池。相关研究成果FastRateandLongLifePotassium-IonBasedDual-ionBatterythrough3DPorousOrganicNegativeElectrode在线发表在国际著名材料期刊AdvancedFunct
锂离子电池凭借着高能量密度和长寿命的优势,在消费电子产品领域取得了巨大的成功,近年随着电动汽车产业的快速发展,锂离子电池又开始在新能源领域攻城略地。然而在无限风光下,危机已经悄然出现,随着电动汽车的续航里程持续增加,对动力电池能量密度、成本等指标的要求也逐渐提高。对于锂离子电池而
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳(第一单位通讯作者)及其研究团队联合湖南大学教授马建民(合作单位通讯作者)和吉林师范大学教授杨景海(合作单位通讯作者)通过自模板法,成功制备出三维多孔微晶碳材料用于双离子电池正极,且容量大、循环寿命长。相关研究成果
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队成功研发出了一种基于双碳结构的钙型双离子电池。相关研究成果ANovelCalcium-IonBatteryBasedonDual-CarbonConfigurationwithHighWorkingVoltageandLong-CyclingLife已在线发表于国际材料科学期刊AdvancedScienc
在上一篇文章中我们介绍过双离子电池的工作原理,也分析了双离子电池相对于锂离子电池的优势(《锂离子电池掘墓者?双离子电池来袭》)。小编相信随着高容量正极碳材料的开发,以及相关电解液技术的逐渐成熟,双离子电池也能够逐渐走入到我们的日常生活。相比于国外,虽然国内双离子电池技术起步稍晚,
锂离子电池比能量高,循环性能好,在消费电子领域取得了巨大的成功,但是锂离子电池也是高成本的代名词,特别是在电动汽车这种对锂离子电池有着巨大需求的领域,对锂离子电池的成本将更加敏感。但是受限于原材料价格高企,特别是碳酸锂、Co和Ni等原材料在近期都有较大幅度的价格上涨,锂离子电池目前的
近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队成功研发出了一种新型高性能、低成本的钠型双离子电池,有望代替现有锂离子技术并实现产业化。相关研究成果已在线发表于《先进能源材料》,并申请1项国际发明专利。近年来,锂的需求量随锂电池的广泛应用逐年快
北极星储能网获悉,3月5日晚间,石大胜华发布公告,公司控股子公司胜华新材料科技(连江)有限公司(以下简称“胜华连江”)近日与宁德时代签订了《战略合作框架协议》。协议约定,在本协议有效期内(自本协议生效之日起至2025年12月31日),宁德时代向胜华连江采购电解液的需求预计10万吨。具体产品名
3月3日,天赐材料发布《致全球投资者的重要提示》,针对近期资本市场传闻称其与海外某G公司合作开展电解液、六氟磷酸锂及添加剂等产品的代工及产能建设一事,天赐材料明确表示从未授权G公司在国内外进行相关产能建设及产品销售,任何未经公司公告的相关描述均涉嫌欺诈。天赐材料强调,公司已与全球核心
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国六氟磷酸锂(LiPF₆)行业发展白皮书(2025年)》。白皮书数据显示,2024年全球六氟磷酸锂出货量达到20.8万吨,同比增长23.1%,总体市场规模为129.6亿元,同比下滑33.3%。EVTank在《中国六氟磷酸锂(LiPF₆)行业发展白皮书(2025年)》中表示
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国六氟磷酸锂(LiPF#x2086;)行业发展白皮书(2025年)》。EVTank数据显示,截至2024年底,全球六氟磷酸锂实际有效产能39.0万吨,中国六氟磷酸锂实际有效产能为37.1万吨/年。EVTank之前发布的《中国六氟磷酸锂(LiPF#x2086;)行业发展白皮书(202
储能创造价值,市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼,我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”,开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速,头部与二三线企业的行业分化加剧,电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成,云计算、AI人工智
北极星储能网获悉,2月4日,美国储能解决方案供应商StrytenEnergyLLC宣布,其控股公司StrytenCriticalE-StorageLLC与LargoInc.的子公司LargoCleanEnergyCorp.(LCE)签署协议,计划成立合资企业StorionEnergyLLC,通过电解液租赁模式以提供更具有价格竞争力的高质量美国生产钒电解液,以推动全钒液流电
电解液行业概述电解液是化学电池、电解电容等使用的介质,用于不同行业其代表的内容相差较大。有生物体内的电解液(也称电解质),也有应用于电池行业的电解液,以及电解电容器、超级电容器等行业的电解液。不同的行业应用的电解液,其成分相差巨大,甚至完全不相同。具体的电解液成分和配方可能因不同
北极星储能网获悉,根据国家知识产权局信息显示,山西国润储能科技有限公司申请一项名为“一种全钒液流电池电解液添加剂”的专利,公开号CN119092769A,申请日期为2024年8月。专利摘要显示,本发明涉及能源存储技术领域,公开了一种全钒液流电池电解液添加剂,所述添加剂包括以下质量百分比的组分:改
北极星储能网获悉,11月28日晚间,新筑股份公告称,控股股东四川发展(控股)有限责任公司(以下简称“四川发展(控股)”)拟将直接持有的公司股份6611.38万股(占公司现有总股本的比例为8.60%)和四川发展轨道交通产业投资有限公司(以下简称“四川发展轨交投资”)100%股权无偿划转至蜀道集团或其指
北极星电池网获悉,11月2日,电解液龙头企业天赐材料通报称,公司位于广东广州黄浦区的厂区车间发生火灾,根据公告,现场无人员受伤。天赐材料表示,此次火情事件不涉及电解液及其他电池材料产品和业务,经公司初步评估,预计对公司生产经营影响较小。
新能源汽车市场的蓬勃发展,正推动着动力电池制造业迈向新的高峰,电解液作为动力电池的核心材料之一,需求量亦随之飙升,其装卸和转运效率显得愈发重要,甚至成为影响整个生产链流畅度和响应速度的重要因素。电解液转运过程中,从电解液厂灌装到电池厂卸料,通常采用“槽车或吨桶+快速接头”的组合方
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!