青岛能源所在仿生储能材料方面取得系列进展

开发高性能电极材料是储能电池研究的核心科学问题之一。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源系统团队负责人、中科院“百人计划”入选者崔光磊研究员等在储能电池电极材料研究方面取得一系列重要进展。 一般来讲,储能电池(以锂离子电池为例)有3个主要的动力学过程:锂离子在电解液中的传输过程;锂离子在电解液与电极表面的跃迁过程;锂离子在电极材料中的化学扩散过程(图1)。其中,第三个过程是决定性步骤。另外,这个过程还要符合扩散方程的限制,锂离子在固体电极材料中的扩散时间(τ)与扩散长度(L)的平方成正比,即:τ=L2/2D(D为锂离子的扩散系数)。当电极材料尺寸变小时,由于扩散路径缩短,锂离子在电极材料中的扩散时间减少,使得电极材料的倍率性能得以提高。 崔光磊团队以纳米结构的混合传输(电子和离子)电极材料为设计核心,兼顾构筑快速有效的传输网络和有利的界面,研究开发了高性能储能电池电极材料和电池新技术(图2)。基于氮化钛(Ti......阅读全文

石墨烯锂离子电池的产品特征

石墨烯锂离子电池是一种二次电池(即可以充电的电池)。锂电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,主要靠锂离子在正极与负极之间移动来工作。充电时,锂离子电池从正极经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态。放电时则相关。锂离子电池加入石墨烯材料后,充电、放电及导电比原来的电池快了10倍以上,可以达到110-24

石墨烯融入锂离子电池的影响

锂离子电池加入石墨烯材料后,冲电、放电及导电比原来的电池快了 10 倍以上,可以达到 110-240V 民用电快充(15-25 分钟冲满),电池减少发热及老化起火燃烧原因,增加电池几倍寿命。不过,要想将石墨烯技术融入电池产业,主要有两个方向,一是作为导电添加剂,二是作为负极材料。若将其作为负极材料,

韩国成功研发出高性能石墨烯电池

  韩国《朝鲜日报》发布消息称,三星电子综合技术院利用石墨烯成功开发出充电速度为现有锂电池5倍的石墨烯电池。该研究成果刊登在国际学术杂志《自然通讯》网络版上。   此前,三星电子综合技术院、三星SDI、首尔大学研究组研发出利用沙子或水晶中所含的二氧化硅,大量提取石墨烯的技术。用这项技术提取的石墨烯在

石墨烯电池的应用前景和技术缺陷

由于其独有的特性,石墨烯被称为"神奇材料",科学家甚至预言其将"彻底改变21世纪"。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称:"石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。"石墨烯电池,它的工艺还不够成熟,质量也是参差不齐的,但好处就是蓄电量好、重量

锂离子电池负极材料取得新进展:层状碱式乙酸盐

  近年来,锂离子电池广泛应用于便携式电子设备、电动汽车以及储能电站等领域。然而,以石墨为负极材料的商用锂离子电池已不能满足人们对高能量密度、长循环寿命和快速充放电的需求。因此,开发新型的负极材料来替代传统石墨材料成为当前该领域研究的重点。  转化储锂机制显示过渡金属氧化物的理论容量在700-100

关于2024上海国际电池正负极材料展览会的新通知!

2024上海国际电池正负极材料展览会时间:2024年12月18-20日    地点:上海新国际博览中心主题“共筑共创共享共赢”组织单位:                           中国电子学会电子材料分会 博寒展览(上海)有限公司 承办单位: 企耀展览(上海)有限公司           

高性能石墨烯基超级电容器研究中取得进展

  超级电容器作为新型储能器件,具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长等优点,但其能量密度一直受限于电极材料的性能。中科院电工研究所马衍伟课题组通过金属镁热还原二氧化碳气体,成功制备出富含孔道结构的石墨烯电极材料。   基于此石墨烯研制的超级电容器,在水系和有机电解液中表现出优异的功率特性和循环寿

中国科大设计出一种储能性能优异的掺氮多孔碳材料

  近日,中国科学技术大学教授朱彦武课题组利用富勒烯作为前驱体开发设计了一种具有优异储能性能的掺氮多孔碳。该研究成果发表在12月19日出版的《先进材料》(Advanced Materials)上(DOI:10.1002/adma.201603414)。  由于其高比表面积和大量的反应活性位点,掺氮多

纳米结构让硅薄膜太阳能电池成本减半

  据美国物理学家组织网近日报道,新加坡科学家将一个新奇的纳米结构(比人的头发丝小数千倍)置于非结晶硅制成的太阳能电池的表面,研制出了一种转化效率高、成本低的新型薄膜太阳能电池。科学家们认为,最新技术有望将太阳能电池的制造成本减半。  目前太阳能电池一般都由高品质的硅晶体制成,因此,大大提

高鸿钧团队利用STM实现石墨烯纳米结构原子级的可控折叠

  探索新型低维碳纳米材料及其新奇物性一直是当今科技领域的前沿科学问题之一。二维的石墨烯晶格结构被认为是其他众多的碳纳米结构的母体材料。例如,将石墨烯结构沿着某一方向卷曲可以形成一维的碳纳米管,将具有五元环和七元环石墨烯结构弯曲成球型结构即可形成富勒烯。石墨烯在未来纳米学器件的应用,需要构筑具有三维

国家纳米中心多孔石墨烯制备研究取得进展

  多孔石墨烯——片层具有纳米级孔隙,一般通过理论计算进行研究。石墨烯片层的孔隙有助于提高物质传递,在许多领域具有潜在的应用。迄今为止,多孔石墨烯的制备方法,包括通过芳基-芳基偶联反应的自下而上的化学方法和由高能量的技术方法,一般都是在基底上以有限的产率制备得到。   国家纳米科学中心的韩宝航研究员

新型石墨烯纳米抗菌材料研究获进展

  近日,美国化学会ACS Nano杂志报道了中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室在新型石墨烯纳米抗菌材料方面的研究工作(Graphene-Based Antibacterial Paper. Wenbing Hu, Cheng Peng, Weijie Luo, Min Lv

王浩敏团队制备成功石墨烯纳米带

   3月10日,记者从中科院上海微系统所获悉,该所信息功能材料国家重点实验室王浩敏团队在国际上首次通过模板法在六角氮化硼沟槽中实现石墨烯纳米带可控生长,成功打开石墨烯带隙,并在室温下验证了其优良的电学性能,为研发石墨烯数字电路提供了一种可能的技术路径。3月9日,相关研究成果发表于《自然—通讯》杂志

石墨烯纳米晶体管研制取得进展

   据瑞士联邦材料研究所(EMPA)消息,该所与德国马普学会高分子研究所、美国加州大学伯克利分校合作开展的纳米晶体管研制取得重要进展,使用石墨烯纳米带制成的核心结构大幅度提升了纳米晶体管的性能和成品率,为纳米半导体器件进入实用阶段创造了条件。   石墨烯材料制成的石墨烯纳米带可展示优良的半导体性能

石墨烯包裹纳米线——柔性屏中新材料

  普渡大学研究人员利用等离子体增强化学气相沉积,将石墨烯包裹在铜纳米线上,有效防止铜线被氧化,并显著提高数据传输速度,降低传导热。这种材料在液晶和柔性显示器中的应用前景很好。  Zhihong Chen是普渡大学电子计算机工程专业的一名副教授,他的一名博士研究生Ruchit M

新型碳基平台石墨烯纳米孔设备问世

  据物理学家组织网报道,美国宾夕法尼亚大学的研究人员近日开发出一个纳米级的碳基平台,可用于电子探测单个DNA(脱氧核糖核酸)分子。该技术最终有望在快速DNA电子测序方面发挥“用武之地”。相关研究论文发表于最新一期的《纳米快报》。   这个纳米平台由石墨烯制成。研究小组利用电子束技

俄科学家制出石墨烯“纳米水母”

   莫斯科罗蒙诺索夫国立大学化学家近期合成出了一种外形酷似水母的特殊类型石墨烯纳米粒子,并对其进行了改性处理。这些粒子的结构使其可被用于催化过程及制造导电聚合物。相关研究成果已发表在《应用表面科学》(Applied Surface Science)杂志上。   石墨烯是碳的同素异形体之一,即“纯”

王浩敏团队制备成功石墨烯纳米带

   3月10日,记者从中科院上海微系统所获悉,该所信息功能材料国家重点实验室王浩敏团队在国际上首次通过模板法在六角氮化硼沟槽中实现石墨烯纳米带可控生长,成功打开石墨烯带隙,并在室温下验证了其优良的电学性能,为研发石墨烯数字电路提供了一种可能的技术路径。3月9日,相关研究成果发表于《自然—通讯》杂志

纳米中心石墨烯相变研究取得新进展

  近日,国家纳米科学中心的方英课题组发展了一种新颖的,可以直接、实时观测石墨烯在聚合物中相变的方法。他们巧妙地把Pristine石墨烯夹心在只有几百个纳米厚的聚合物基质中。当体系温度高于聚合物的玻璃化温度时,石墨烯开始发生卷曲,而且这种相变不可逆。更有趣的是,石墨烯还可以主动折叠成双层/三层结构,

钠离子电池电极材料物性,影响电化学储能微观机制

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学研究中心付比助理研究员(第一作者)及湘潭大学客座学生苏永、余俊熹等在电化学知名期刊Electrochimica Acta(IF 5.12)上发表重要研究进展。这篇题为Single crystalline nanorods of Na0.44Mn

2024越南电池及储能技术展暨储能论坛将于6月26开幕!

中文名称:2024 越南国际电池及储能技术展暨储能论坛举办地点:越南河内 ICE 国际会展中心举办日期:2024 年 06月26-28 日Battery Expo & VIEExpo 是越南规模颇具影响力的新能源科技类展会,集成果产品展示、交易、高层论坛、项目招商、合作交流于一体,重点展示储能技术与

苏州纳米所硫化锂电池原位电镜表征等研究获进展

  随着社会和科技的发展,人类对电化学储能技术的需求日益增加,新兴储能系统——锂硫电池具有理论容量高、成本低、环境友好等优点,备受国内外研究者的关注。而研发高容量锂硫电池正极材料,对推动新能源动力汽车、便携式电子设备等领域的发展至关重要。  硫化锂(Li2S)材料理论容量高达1166 mA h g-

中国科大石墨烯离子存储机制研究取得新进展

  电化学双层电容器又称超级电容器,通过电解液离子在高表面积电极表面的可逆吸脱附来储能。由于不涉及氧化还原反应等电荷转移动力学限制,超级电容器可以在极高的充放电速率下运行,具有达百万次的良好循环能力,使得它们广泛应用于储能领域。石墨烯理论上可具有550 F/g的比容量,作为超级电容器电极材料备受关注

分析石墨烯电池无法取代锂离子电池的原因

  锂离子电池的内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶剂,其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水溶液电解液要低得多,所以,锂离子电池的内部阻抗比镍镉、镍氢电池约大11倍。如直径为18mm、长50mm的单体电池的阻抗大约达90m。  除此之外,锂离子电池工作电压变化较大。比如电池放电到额定容量的80%时

石墨烯新材料改写电子制造业格局

  石墨烯是由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面二维材料,结构稳定,各项物理性质优异。石墨烯的发现颠覆了凝聚态物理学界既往的二维材料不能在有限温度下存在的观念。   石墨烯具备众多优异的力学、光学、电学和微观量子性质,是目前最薄也是最坚硬的纳米材料,同时具备透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻

什么是锂离子电池储能系统?

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等优点,在储能领域具有广阔的应用前景。目前锂离子电池技术重要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等不同类型。从市场应用前景和技术成熟角度,推荐磷酸铁锂离子电池作为储能领域的首选。锂离子电池技术的发展和应用可谓炙手可热,市场需求持续增

锂离子电池储能系统的概念

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等优点,在储能领域具有广阔的应用前景。目前锂离子电池技术重要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等不同类型。从市场应用前景和技术成熟角度,推荐磷酸铁锂离子电池作为储能领域的首选。锂离子电池技术的发展和应用可谓炙手可热,市场需求持续增

锂离子电池储能电站工作原理

应急锂电储能车或兆瓦级固定储能电站的工作原理都是通过逆变器将大功率的锂离子电池组直接转为单相、三相交流电。平时只需自由选择充电时段对电池组充电,当锂离子电池组充满电后,可随时调用。储能电池是太阳能光伏发电系统不可缺少存储能电能部件,其重要功能是存储光伏发电系统的电能,并在日照量不足,夜间以及应急状态

分析储能锂电池极化的原因

  ①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;  ②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;  ③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性

锂离子电池储能系统的用途

储能锂离子电池作为新兴应用场景也逐渐受到重视,锂离子电池以其高能量密度、高转换效率和快速反应等特点,在大型储能系统的应用中有着广阔的前景。未来储能锂离子电池技术将在新一代电力系统中实现广泛应用。1、新能源并网需求,包括电能质量改善,平波;新能源发电计划跟踪,与发电曲线预测相结合;削峰填谷,使新能源持