山(shan)東(dong)埃爾派 | 點擊量:0次 | 2020-01-24
鋰離子電池的關鍵材料和能量密度分析
最近(jin),相(xiang)關(guan)研究(jiu)團(tuan)隊(dui)提(ti)出了(le)(le)一種基于(yu)表(biao)(biao)面(mian)納米精(jing)度的(de)(de)限域(yu)相(xiang)變(bian)提(ti)升電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)機制(zhi):基于(yu)可(ke)控(kong)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)高(gao)溫(wen)固相(xiang)反應(ying),引入(ru)鋅離子促進鎳錳酸鋰的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)尖晶(jing)石結(jie)構(gou)轉(zhuan)變(bian)為(wei)類巖鹽(yan)相(xiang)、層狀相(xiang)兩者的(de)(de)復合(he)構(gou)型,精(jing)確調(diao)控(kong)兩相(xiang)比例(li),在不(bu)犧牲材(cai)料(liao)電(dian)化學(xue)活性(xing)的(de)(de)前提(ti)下提(ti)升了(le)(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)結(jie)構(gou)穩(wen)定性(xing)。這種特(te)殊的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)相(xiang)態調(diao)控(kong)機制(zhi)能夠克服常規(gui)表(biao)(biao)面(mian)惰性(xing)包覆方式(shi)對電(dian)荷傳輸的(de)(de)損害(hai),為(wei)基于(yu)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)自身表(biao)(biao)面(mian)化學(xue)特(te)性(xing)調(diao)控(kong),獲得兼具高(gao)容量、高(gao)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)關(guan)鍵電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)供應(ying)了(le)(le)新的(de)(de)手段和機制(zhi),相(xiang)關(guan)工作發表(biao)(biao)在(J.Am.Chem.Soc.2019,141,4900-4907)。
為何(he)大家會談氫色變
其(qi)實燃(ran)料動力電池汽車(che)并不是氫第一次使(shi)(shi)用在(zai)人類(lei)的(de)(de)交(jiao)通(tong)工具上(shang),早(zao)在(zai)上(shang)世(shi)紀四十年(nian)代,德(de)(de)國人就在(zai)巨型(xing)客(ke)運(yun)飛(fei)艇(ting)上(shang)使(shi)(shi)用了氫氣(qi),但氫氣(qi)在(zai)那時并非作為燃(ran)料,而是填充(chong)在(zai)整個飛(fei)艇(ting)中充(chong)當(dang)浮升(sheng)氣(qi)體而存在(zai)。著名的(de)(de)興(xing)登堡號飛(fei)艇(ting),是人類(lei)歷史上(shang)生產的(de)(de)最長的(de)(de)飛(fei)行器,它的(de)(de)存在(zai)曾經是當(dang)時德(de)(de)國的(de)(de)驕傲(ao),并且在(zai)1936年(nian)柏林奧運(yun)會上(shang)投入到(dao)宣傳(chuan)活動中。
研究人員證明了(le)使(shi)用靜(jing)電紡絲技術制造(zao)嵌(qian)入MOF顆(ke)(ke)粒作為(wei)(wei)有(you)效陰離(li)子吸(xi)附劑的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)(fu)合(he)材料(liao)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)。電解(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)陰離(li)子與MOF顆(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)OMS的(de)(de)(de)(de)(de)絡合(he)改(gai)善(shan)了(le)tLi+和(he)Li+電導率(lv)。同時,多孔(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)(fu)(fu)合(he)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)減少了(le)電解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)分解(jie)并促進了(le)電極(ji)表面的(de)(de)(de)(de)(de)動力學反應(ying)(ying),在(zai)電解(jie)質(zhi)和(he)電極(ji)之間出現了(le)更(geng)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)界(jie)面。這種復(fu)(fu)(fu)合(he)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用可以顯著改(gai)善(shan)電池(chi)(chi)(chi)性(xing)(xing)能(neng)并延(yan)長電池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)循環壽(shou)命,從而(er)為(wei)(wei)設計下一代(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)鋰離(li)子電池(chi)(chi)(chi)供(gong)應(ying)(ying)新的(de)(de)(de)(de)(de)策略。在(zai)傳統鋰離(li)子電池(chi)(chi)(chi)中(zhong)應(ying)(ying)用這種復(fu)(fu)(fu)合(he)隔(ge)膜(mo)(mo)(mo)可顯著提高倍率(lv)性(xing)(xing)能(neng)和(he)循環壽(shou)命,為(wei)(wei)高性(xing)(xing)能(neng)鋰離(li)子電池(chi)(chi)(chi)供(gong)應(ying)(ying)了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)前景(jing)。
鋰離(li)子(zi)(zi)電池中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)隔膜被用(yong)作電解(jie)(jie)質的(de)(de)(de)(de)(de)儲存器,具有(you)控(kong)制離(li)子(zi)(zi)傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)途(tu)并(bing)顯著(zhu)影響著(zhu)電池性(xing)(xing)能(neng)(neng)。聚合物(wu)(wu)隔膜(聚丙(bing)烯(xi)(PP)或聚乙(yi)烯(xi)(PE)),因具有(you)優異的(de)(de)(de)(de)(de)電化(hua)(hua)學穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)機(ji)械性(xing)(xing)能(neng)(neng),通常(chang)被用(yong)作鋰離(li)子(zi)(zi)電池的(de)(de)(de)(de)(de)隔膜。已有(you)大量(liang)研究工作致力于(yu)供應具有(you)各種功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)隔膜,使其可以抑(yi)制鋰枝晶上升,減輕(qing)多(duo)硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)解(jie)(jie),或改(gai)善(shan)(shan)隔膜的(de)(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)。例如,含有(you)親(qin)水聚合物(wu)(wu)或有(you)序納米級(ji)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)隔膜可被用(yong)于(yu)改(gai)善(shan)(shan)電解(jie)(jie)質吸附性(xing)(xing)并(bing)減少(shao)枝晶的(de)(de)(de)(de)(de)形成。石(shi)墨烯(xi)和(he)(he)(he)金(jin)屬氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)也被涂在(zai)隔膜上用(yong)于(yu)減輕(qing)了多(duo)硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)在(zai)鋰-硫電池中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)穿梭效(xiao)應。諸如羥基磷灰(hui)石(shi)和(he)(he)(he)聚酰亞胺等耐火材料也被用(yong)于(yu)解(jie)(jie)決可燃性(xing)(xing)問題。諸如SiO2,Al2O3和(he)(he)(he)ZrO2的(de)(de)(de)(de)(de)陶瓷(ci)顆粒也被摻(chan)入聚烯(xi)烴隔膜中(zhong)(zhong),用(yong)于(yu)改(gai)善(shan)(shan)電解(jie)(jie)質的(de)(de)(de)(de)(de)潤濕性(xing)(xing)和(he)(he)(he)隔膜的(de)(de)(de)(de)(de)熱穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)以及機(ji)械性(xing)(xing)能(neng)(neng)。然而(er),這種功能(neng)(neng)化(hua)(hua)隔膜仍然缺乏調控(kong)離(li)子(zi)(zi)傳(chuan)(chuan)輸(shu)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力,仍表現(xian)出較低的(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)tLi+。盡管有(you)部分(fen)報道例如磺化(hua)(hua)共聚物(wu)(wu)與(yu)隔膜結(jie)合用(yong)以改(gai)善(shan)(shan)tLi+,但(dan)是這種隔膜通常(chang)受隔膜中(zhong)(zhong)低鋰離(li)子(zi)(zi)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)限制,從(cong)而(er)表現(xian)出較低的(de)(de)(de)(de)(de)鋰離(li)子(zi)(zi)傳(chuan)(chuan)導性(xing)(xing)。
陶瓷內襯氣流粉碎機主要由進料裝置、粉碎室、出料口、蒸汽分配管和噴嘴組成。進料噴嘴和粉碎噴嘴的材質為高強度耐磨耐高溫專用合金做成,噴嘴結構為超音速設計;其余過流部件內襯為高強度耐磨耐高溫工程陶瓷制造,其中進料文丘里管、陶中圈、出料口內襯、陶上蓋和陶下蓋為高強度反應燒結碳化硅材質;蒸汽分配管和主機外套等零件均采用不銹鋼制造并拋光,整機外形美觀緊湊。陶瓷內襯氣流粉碎機可與氣流分級機配(pei)套(tao)使用,它是(shi)根據物(wu)(wu)料(liao)的物(wu)(wu)理特(te)性和成(cheng)品純度要(yao)求,在設(she)備內部襯陶(tao)瓷片,增加耐(nai)磨(mo)性,減小(xiao)物(wu)(wu)料(liao)對設(she)備的沖擊,增加設(she)備的使用壽(shou)命(ming),并控制物(wu)(wu)料(liao)在粉碎分級過程(cheng)中的鐵含量。成(cheng)功解決了(le)電池材料(liao)粘附性、做不細、分級不等一(yi)系列(lie)問(wen)題。
從問題咨詢到方案(an)設計,埃爾(er)派為(wei)(wei)客(ke)戶提供(gong)最專(zhuan)業的(de)(de)解答和(he)最全面的(de)(de)解決辦法,并協助客(ke)戶擬定施工方案(an),為(wei)(wei)客(ke)戶提供(gong)最專(zhuan)業的(de)(de)“保姆(mu)級”私人訂制服務。埃爾(er)派已服務超(chao)過3000家(jia)海內外客(ke)戶,銷(xiao)路遍布亞、非、歐、美(mei)與大洋(yang)洲的(de)(de)100多個(ge)國家(jia)和(he)地(di)區,歸納統計了上萬種(zhong)物料的(de)(de)超(chao)微(wei)粉碎分(fen)級解決方案(an),贏得了客(ke)戶們(men)的(de)(de)廣泛贊(zan)譽。
埃爾派(pai)建造的(de)(de)(de)(de)超微(wei)(wei)粉(fen)碎(sui)(sui)(sui)的(de)(de)(de)(de)實驗(yan)室凈化間內(nei),配備(bei)小試、中試、小生產的(de)(de)(de)(de)超微(wei)(wei)粉(fen)氣(qi)流粉(fen)碎(sui)(sui)(sui)機(ji)、粒徑檢(jian)測、粉(fen)體(ti)特性檢(jian)測相關(guan)的(de)(de)(de)(de)儀器,可以(yi)精確分析(xi)不同原料(liao)的(de)(de)(de)(de)性質,提供批量的(de)(de)(de)(de)原料(liao)加工,豐(feng)富(fu)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)粉(fen)經驗(yan)和(he)專業的(de)(de)(de)(de)粉(fen)碎(sui)(sui)(sui)設備(bei)可以(yi)大幅縮短(duan)需(xu)求(qiu)方的(de)(de)(de)(de)研發周(zhou)期,并解(jie)決(jue)原料(liao)微(wei)(wei)粉(fen)化過程中遇(yu)到的(de)(de)(de)(de)各種問題(ti),歡迎有需(xu)要的(de)(de)(de)(de)朋友來電(dian)垂詢(xun)!
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