加拿大研发成功高能量长寿命的石墨烯硅基锂电池

正近日,加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授的科研团队协同加拿大滑铁卢大学科技公司成功开发一种石墨烯硅基锂离子电池技术,这项技术采用55%以上的硅材料作为负极活性材料,硫掺杂的石墨烯以及聚丙烯腈作为辅助,通过简单高温处理,实现电极微观结构的构筑成型,其内部各材料间的相互协同效应解     

Materials design and its implementation for flexible Li-S batteries

随着具有变形功能的移动电子设备的出现和发展,具有更高能量密度的柔性锂硫电池受到越来越多的重视。本文总结了柔性锂硫电池关键材料的发展现状,并对柔性锂硫电池的未来发展方向进行了展望。锂硫电池柔性化的主要难点在于其关键材料的变形设计,通过将硫正极附着于碳纳米管和石墨烯薄膜、聚合物等柔性基底上,利用基底提供变形支撑,能够制备出一体化的复合锂硫电池正极。相对于可变形正极材料,锂金属负极的柔性化具有更大的挑战。未来通过发展新型的锂金属担载材料或采用非金属锂负极,有望实现锂硫电池负极的可变形特征。虽然存在尚待解决的问题很多,柔性锂硫电池经过适当的电化学性能和力学性能改进,将在移动电子领域得到广泛应用。     

Recent progress about graphene for chemical energy storage applications

石墨烯独特的二维空间结构使其具有优异的导电性能,力学性能以及超大的比表面积,被认为是颇具潜力的新型储能材料,是目前储能研究的热点之一.本文综述了石墨烯在储氢,超级电容器,锂离子电池,锂硫电池以及锂-空气电池等化学储能领域中的应用,探讨了不同制备方法对其性能的影响.石墨烯以其特殊的空间结构而成为极具前景的储氢材料,同时与其它材料复合后形成三维导电网络结构而提高电极材料的电化学性能,还可以缓冲电极材料在循环过程中的体积变化,有效提升储能材料的循环寿命.通过优化复合材料的微观结构,将进一步提高其电化学性能.本文最后就石墨烯在储能应用中的关键问题进行了简要分析.     

锂电池百篇论文点评(2020.10.01—2020.11.30)

该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,以"lithium"和"batter*"为关键词检索了Web of Science从2020年10月1日至2020年11月30日上线的锂电池研究论文,共有2731篇,选择其中100篇加以评论.层状正极材料主要研究了高镍三元材料和富锂相材料中的氧氧化还原机制,掺杂和表面包覆是常用的改性方法.硅基复合负极材料的研究重点包括负极嵌锂的体积膨胀问题以及通过引入新的黏结剂和在材料表面预形成SEI等方法提升材料的循环性能,有关负极的研究工作还包括Ti2Nb10O29负极、还原氧化石墨烯及其复合材料负极、三维碳负极材料等.电解液添加剂的研究包括适用于高电压三元材料、富锂材料、高电压磷酸钴锂材料、锂硫电池和厚电极的功能电解液添加剂.固态电解质的研究对象涵盖硫化物固体电解质、聚合物与硫化物/氧化物固体电解质复合材料、硅掺杂的Li6PS5I和硼酸锂掺杂的Li7La3Zr2O12等.无机电解质和无机/聚合物复合电解质固态电池、锂硫和锂空气电池的论文也有几篇.表征分析偏重于固液界面SEI、金属锂沉积过程、锂在电极中的空间分布he1电池气胀问题等.理论模拟工作涉及SEI形成机制以及厚电极电池的动力学等.     

全固态聚合物锂电池的科研进展、挑战与展望CSCD

锂离子电池已经广泛地应用于国民经济的诸多方面。然而,随着消费电子产品和电动汽车对锂离子电池能量密度和安全性能要求的不断提升,开发兼顾两者性能的高性能锂离子电池迫在眉睫。基于传统液态有机碳酸酯类电解液的锂离子电池存在电解液泄漏、挥发、燃烧、爆炸等潜在安全隐患。相对于无机全固态锂电池而言,全固态聚合物锂电池更容易大规模制造,是实现锂电池高能量密度和高安全性的相对理想的解决方案。作为全固态聚合物锂电池的最核心部件,全固态聚合物电解质起着至关重要的作用。基于此,本文重点论述了聚环氧乙烷、聚硅氧烷、脂肪族聚碳酸酯等几种典型全固态聚合物电解质的科研进展。与此同时,还对近几年国内外知名公司企业以及科研院所在全固态聚合物锂电池方面的技术应用现状和专利布局进行了系统分析。文末还对全固态聚合物锂电池用高性能全固态聚合物电解质的设计制备、新型锂盐开发、正极材料黏结剂、负极优化、界面构筑调控、制备成型工艺等方面面临的主要挑战和发展趋势进行了阐述。     

沙特科学家利用激光制成钠离子电池理想阳极材料

正近日,沙特阿卜杜拉国王科技大学(以下简称KAUST)找到了一种制造"无序"石墨烯的方法,它能改进钠离子电池的配方。KAUST的研究人员在铜箔上涂上一层由聚酰亚胺和尿素组成的聚合物,然后用强激光将其"碳化"进而使其变成石墨烯。在这个过程中研究人员使用了13%的氮气,从而得到了更具导电能力、原子间距扩大并能直接与铜基结合的3D石墨烯。     

科技

1．柔性太阳能电池可任意弯曲 在手机背面贴一层薄膜,只要有太阳就能随时为手机充电。这层薄膜甚至可以像纸币一样任意弯曲甚至折叠。苏州大学的一项成果“柔性聚合物太阳能电池”已成功申请两项发明专利。目前已商业化的太阳能电池主要以传统无机材料为主导,这类电池产品笨重,生产成本昂贵,而且在生产过程中消耗大量电力能源,造成环境污染。与传统的半导体硅材料为主的太阳能电池最大的不同是,柔性聚合物太阳能电池可以像纸币一样任意弯曲甚至折叠,展开之后放在阳光下就可以充电,非常轻巧,携带方便。     

碳基材料在铝离子电池中的研究进展

碳基材料因具有资源丰富及结构多样性等优点,作为铝离子电池(AIBs)正极材料得到广泛的应用.本文总结了碳基材料在铝离子电池应用领域所发挥的重要作用,综述了碳材料作为铝离子电极材料的作用机理和研究进展,着重阐述了调控材料结构来提高电池电化学性能.在碳正极材料方面,主要概述了正极材料(石墨、石墨烯和碳纳米管)的各种形貌结构对电化学性能的影响.最后,对于碳基材料在铝离子电池领域需要解决的问题进行了探讨,以期提高铝离子电池的应用性能.     

石墨烯在储能领域应用的专利分析

为研究石墨烯在储能领域研究开发的知识产权现状,以锂离子电池、超级电容器、锂硫电池、锂空气电池、锂金属电池、钠离子电池、铅炭电池等电化学储能体系为切入点,对石墨烯在储能领域应用技术进行专利检索,并从全球专利申请趋势、主要来源国家、各结构部件中应用专利分布、重要专利申请人等方面进行了详尽的分析.以期为我国石墨烯储能技术创新及产业发展规划等提供有价值的参考.     

石墨烯及其衍生物在钙钛矿太阳电池中的应用

石墨烯及其衍生物具有良好的电子传导能力、独特的材料结构,以及优异的光电和机械性能,因此被广泛应用于钙钛矿太阳电池中,以提高电池的光电转换效率和性能稳定性。综述了石墨烯及其衍生物作为电极材料、电子传输层和空穴传输层时在钙钛矿太阳电池中的研究进展,并指出了其在未来的发展重点。