上海硅酸盐所在镁基电池体系和反应机理研究中获进展
镁电池由于其资源丰富、体积比容量大、镁负极电沉积不易形成枝晶等众多优点日益受到关注。然而,高电位稳定电解液和可脱嵌镁的结构 原型的缺乏限制了目前镁电池的发展。现在商用的碳酸酯类电解液会在镁负极表面形成离子无法传导的致密钝化层,使其无法在镁电池体系中得到应用;另外,二价 镁离子电荷密度高,相比单电荷阳离子更难在正极材料中固相扩散,因此能用作镁电池正极的材料非常有限。 近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李驰麟带领的研究小组在镁基电池体系及其反应机理的研究方面取得了系列进展。 该团队提出一种基于转化反应的高能量密度的双盐镁电池体系,该体系以过渡金属硫化物为正极材料,镁锂双盐溶液为电解液,金属镁为负极(图1)。其特点是正极电化学过程是由电解液中锂离子驱动的转换反应,不仅避免了镁离子缓慢晶格内迁移的问题,也实现了大容量的多电子转移,同时缓和了多硫化物溶解的问题;而负极的电化学过程由可逆的镁沉积和剥离主导,在长期循环中也没有枝晶......阅读全文
上海硅酸盐所在镁基电池体系和反应机理研究中获进展
镁电池由于其资源丰富、体积比容量大、镁负极电沉积不易形成枝晶等众多优点日益受到关注。然而,高电位稳定电解液和可脱嵌镁的结构 原型的缺乏限制了目前镁电池的发展。现在商用的碳酸酯类电解液会在镁负极表面形成离子无法传导的致密钝化层,使其无法在镁电池体系中得到应用;另外,二价 镁离子电荷密度高,相比单电
锂电池正极材料硅酸盐的介绍
化学术语,所谓硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素 (主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广,是构成多数岩石(如花岗岩)和土壤的主要成分。大多数熔点高,化学性质稳定,是硅酸盐工业的主要原料。硅酸盐制品和材料广泛应用于各种工业、科学研究及日常生活中。
锂电池正极材料硅酸盐的基本结构
由于其结构上的特点,种类繁多(硅酸盐矿物的基本结构是硅――氧四面体;在这种四面体内,硅原子占据中心,四个氧原子占据四角。这些四面体,依着四面体,依着不同的配合,形成了各类的硅酸盐)。硅酸盐结构众多、种类繁多:有岛状的橄榄石、层状的石英、环状的蒙脱石等。它们大多数熔点高,化学性质稳定,是硅酸盐工业
上海硅酸盐所氟基电池研究获进展
开发高能量密度电池是电动汽车和智能电网等长续航和大规模储能体系的长期追求目标。锂金属氟基电池能够通过多电子转移和高电位的转换反应,具备实现高能量密度储能的潜质(理论上接近1000Wh/kg 和1800 Wh/L);相比分子转换型锂硫和锂氧电池,能够更好地规避由反应限域困难引发的正极活性物质损失和
可充电镁电池原型实现室温稳定运行
日本东北大学研究人员开发出一款可充电镁电池,虽然尚处于原型阶段,但有效克服了镁基储能技术长期面临的多个难题。这一突破有望开辟储能技术的新方向,打造出由可持续材料制成、充电迅速的新型电池。相关论文发表于新一期《通讯材料》杂志。随着科技不断进步,人们对大规模、可持续储能设备的需求日益迫切。锂作为一种稀缺
高温镁电池电解质研究获进展
高温电池是特种电池的重要分支。镁金属具备优异的化学稳定性、高熔点和不易生长枝晶等优势,因而镁金属电池被认为是开发耐高温特种电源的理想选择。由于高温条件下电解质的稳定性和界面反应面临较多挑战,因此设计耐高温电解质并在镁负极表面原位构筑导镁固体电解质界面,是推动高温镁金属电池实用化的关键。中国科学院青岛
韩国研发出新型镁离子电池元件
韩国研究财团发布消息称,韩国忠南大学成功开发出新型镁-锡(Mg2Sn)合金阴极元件,该元件具有高容量的充放电性能,有望在下一代脱锂二次电池领域广泛应用。该研究成果发表在国际学术杂志《电源杂志》(Journal of Power Sources)上。 目前使用的锂离子电池价格昂贵,使用寿命短
重庆大学镁电池项目获国际大奖
记者5日从重庆大学获悉,该校国家镁合金材料工程技术研究中心联合广东国研、广东省科学院等单位合作完成的“镁离子电池”项目,近日在西班牙巴塞罗那举行的第79届世界镁业大会上荣获2022年国际“镁未来技术奖”。这是全球镁行业唯一的“未来技术奖”。 据了解,锂离子电池为信息产业、汽车产业和当代经济发展
业界称镁电池有望替代锂电池,将颠覆哪些行业?
在储能需求高涨的当下,电池技术呈现多元化发展,除主流锂电池外,镁、钠等新兴材料也在电化学领域迎来前所未有的发展动力。业界普遍认为,拥有相对安全和高能量密度的镁电池在多个应用场景下都有望替代锂电池,成为下一代高性能电池。 技术频获突破 近日,日本东北大学研究人员宣布,开发了一种可充电镁电池阴极
新型有机硼酸镁基电解液-有效提升镁电池循环、倍率性能
依托中科院青岛能源所建设的青岛储能产业技术研究院(以下简称青岛储能院)通过一步原位合成的方式,得到了一款新型有机硼酸镁基电解液,有效地提升了镁/硫电池的循环性能和倍率性能,有望将低成本高能量密度的镁/硫电池体系推向实用化,相关研究结果已于近日发表在《能源和环境科学》(Energy& Enviro
锂电池正极材料硅酸盐的链状结构
具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成一维无限延伸的链状硅氧骨干的硅酸盐矿物。链与链间由金属阳离子(主要有Ca、Na、Fe、Mg、Al、Mn等)相连。已发现链的类型有20余种,其中最主要的是辉石单链[Si2O6]4-和闪石双链[Si4O11]6-。 在链状结构硅酸盐矿物中,由于硅氧骨干呈一向
简述锂电池正极材料硅酸盐的层状结构
具有由一系列[ZO4]四面体以角顶相连成二维无限延伸的层状硅氧骨干的硅酸盐矿物。硅氧骨干中最常见的是每个四面体均以三个角顶与周围三个四面体相连而成六角网孔状的单层,其所有活性氧都指向同一侧。它广泛地存在于云母、绿泥石、滑石、叶蜡石、蛇纹石和粘土矿物中,通常称之为四面体片。四面体片通过活性氧再与其
关于锂电池正极材料硅酸盐的原理介绍
微波是电磁波中位于远红外与无线电之间的一种电磁辐射,它的频率范围为300MHz~3×105MHz。微波加热与传统的加热方式有所不同,微波加热属于一种内部加热方式,其被加热的样品与酸混合物通过吸收微波能产生的即时深层加热。与此同时,微波所产生的交变磁场会促使介质分子发生极化的现象,而极性分子又可以
上海硅酸盐所在钠离子电池材料设计方面取得进展
近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘建军团队与华中科技大学教授黄云辉团队通过合作研究,设计有机共轭分子的三维折扇排列与过渡金属离子配位构建纳米金属有机框架(MOF)材料苝四甲酸锌(Zn-PTCA),首次突破共轭碳环储钠的电化学活化,极大地提高了电极材料的储钠容量,为进一步设计新型高比容量电极
硅酸盐所与索尼建锂电池实验室
中国科学院上海硅酸盐研究所与索尼公司共同创建的锂电池联合实验室,昨天在沪揭幕。研究方向直指电动汽车的“心脏”――电池,期待能为电动汽车开发出一种大容量储能电池,其能量密度堪比汽油。中科院副院长施尔畏出席揭幕仪式。 据悉,这是上海硅酸盐所与索尼组建的第二个联合实验室。此前,双方分别在钠
关于锂电池正极材料硅酸盐的实验分析介绍
1 仪器与试剂 仪器:家用微波炉。 试剂:水泥熟料标样;普通硅酸盐水泥标样;水泥生料标样;TEA(三乙醇胺)(体积配合比1:2);盐酸;KOH溶液;EDTA标样;钙黄绿素-甲基百里香酚蓝-酚酞混合指示剂(CMP混合指示剂)。 2 实验方法 (1)EDTA标液的标定 首先取一定体积的Ca
上海硅酸盐所氟化固态锂金属电池研究获进展
开发能量密度高、安全性能好的锂金属电池体系具有重要意义。相比于传统嵌入反应型电池,锂-氟化铁转换反应型电池在质量和体积能量密度上具有2-3倍的优势(例如,相比于Li-LiCoO2的350 Wh/kg,Li-FeF3的850 Wh/kg),可以满足下一代移动电源对超长续航能力和便携性的要求。然而,
上海硅酸盐所水系锌电池新体系研究获进展
水系锌电池因本质高安全性、资源丰富、比能量高、环境友好等综合优势,被认为是储能规模应用的理想技术之一,受到研究和产业界的关注。水系锌电池的工程化应用受制于正负极、隔膜、电解液等关键瓶颈材料,反应机理复杂,亟需提升循环稳定性等电化学性能。近期,中国科学院上海硅酸盐研究所电力储能技术与应用团队在水系锌电
镁盐在锂电池行业中的应用介绍
镁盐产品在钴酸锂和磷酸铁锂的应用有:高纯5-8UM碳酸镁、工业特级碳酸镁、纳米级20-30氧化镁、高纯1-2UM氢氧化镁产品。这些产品做为锂电池的添加剂,起到稳定产品结构作用。在1T钴酸锂里添加碳酸镁在3.3公斤---4.5公斤左右,而1T磷酸铁锂里添加碳酸镁或氢氧化镁在1公斤--1.5公斤左右
镁金属二次电池向大规模应用迈进
近日,记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称青岛能源所)获悉,该研究所固态能源系统技术中心围绕镁电池中的关键科学问题开展了大量研究工作,在镁金属二次电池关键科学问题和核心材料方面取得系列成果,该系列成果近期发表在国际权威期刊《德国应化》《先进材料》和《先进能源材料》上。极具潜力的镁金属二
上海硅酸盐所光电化学电池研究取得进展
最近,中科院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室在光电化学电池方面取得新进展。 课题组博士研究生邵芳在导师孙静研究员的指导下,探索制备了一种基于Cu/Cu2O的半导体液结太阳能电池。这种电池具有原料丰富、成本低廉、制备方法简单、低温易控等优点,最高光电转换效率可达3.13%
上海硅酸盐所在高性能锂氧气电池研究中取得进展
锂金属具有极高的理论比容量和金属电极中最低的氧化还原电位,在锂氧气、锂硫、固态锂金属电池等高比能储能体系中得到了广泛的研究。目前,在锂金属面临的一些主要挑战中,稳定的固体电解质界面膜(SEI)的生成以及无枝晶的锂沉积在其中占据了主要地位。SEI膜的组分是决定锂金属负极稳定性的关键因素。因此,需要
上海硅酸盐所团队构造高能量密度新型水系电池
基于水系电解液的储能电池具有安全性高、成本低和倍率性能优等特点,近几年发展迅速。然而,水系电解液的电化学窗口较窄(1.23 V),导致该类型电池的工作电压一般比较低;且水系电池对电极材料的选择较为严苛,稳定性和比容量均需大幅提升。低工作电压、低能量密度等瓶颈使得水系电池的规模应用面临巨大挑战。
简述锂电池正极材料硅酸盐的化学性质
化学上,指由硅和氧组成的化合物,有时亦包括一种或多种金属或氢元素。从概念上可以说硅酸盐是硅,氧和金属组成的化合物的总称。它亦用以表示由二氧化硅或硅酸产生的盐。能与酸反应生成硅酸固体。在普通情况下,最稳定的硅酸盐是二氧化硅(SiO2)和其他物质组成的化合物。 二氧化硅经常有微量的硅酸处于平衡状态。
上海硅酸盐所在锂金属电池负极界面改性研究中获进展
金属锂具有极高的理论比容量与极低的氧化还原电位,有望成为下一代负极材料。当其与转换反应型硫基和氟基正极匹配时,有望得到能量密度高达500 -900 Wh kg-1的锂金属电池(LMBs)。然而,负极端锂枝晶的生长蔓延容易导致锂金属电池循环稳定性变差,且具有电池短路的安全风险;挤压出来的锂枝晶也有
“上海硅酸盐所—索尼公司锂电池联合实验室”揭牌
7月14日,上海硅酸盐所与索尼公司合作,以下一代锂电池技术为主要研发内容的“中科院上海硅酸盐所-索尼锂电池联合实验室”揭牌仪式在上海硅酸盐所举行。这是双方在前期良好合作的基础上、进一步深化在新能源技术研发领域合作的又一新举措。中科院副院长施尔畏出席揭幕仪式并讲话。 全球居高不
无“锂”也能行天下!镁锌钠电池受追捧
如今,锂电池已成为日常生活中不可或缺的设备,广泛应用于手机、电脑、可穿戴设备、新能源汽车等领域,几乎是“有锂走遍天下”。但锂电池也存在明显的缺点:成本高、且用于生产锂电池的原材料储量少等。 鉴于此,不少国家的政府和企业纷纷加快步伐,布局“后锂电池”时代,比如欧洲有些机构致力于研制镁电池和锌电
镁锌钠电池受追捧-无“锂”也能行天下
图片来源:视觉中国 科技创新世界潮 如今,锂电池已成为日常生活中不可或缺的设备,广泛应用于手机、电脑、可穿戴设备、新能源汽车等领域,几乎是“有锂走遍天下”。但锂电池也存在明显的缺点:成本高、且用于生产锂电池的原材料储量少等。 鉴于此,不少国家的政府和企业纷纷加快步伐,布局“后锂电池”时代,比如
宽温域镁基锂离子电池研究取得进展
中国科学院青海盐湖研究所研究员李武、张波团队在宽温域镁基锂离子电池研究领域取得进展。研究团队通过对电池正极界面进行“烷基链摇曳”设计,统一了锂离子电池高、低温性能增强机制,电池宽温域循环性能相较已报道工作有了大幅提升。 锂离子电池的宽温域性能,直接决定其在极端环境中的应用表现。过往研究形成共识
中国科大低温合成硅纳米锂离子电池负极材料
一直以来,利用廉价的二氧化硅或硅酸盐制备硅材料都需要较高的反应温度。目前工业上采用的方法依然是高温碳热还原法(>1700℃),所制备的硅大都为块材,难以应用于锂离子电池负极材料。2007年至今,650℃条件下镁热还原二氧化硅是主要的制备纳米硅材料的方法,但该方法条件苛刻,容易产生副产物Mg2Si