发现“关键配方”，水系电池有望匹敌锂电池
《焦耳》2月刊封面 西湖大学供图生活中最常见的锂离子电池，但因其对温度敏感，一旦电池内部局部过热，便可诱发一连串放热反应，甚至起火爆炸……据不完全统计，2021年全国新能源汽车火灾事故约3000起，电动自行车火灾约1.8万起，造成巨大的人员安全和财产损失。面对悬而未决的安全问题，科学家们把目光投向了水系电解液。今年1月，西湖大学王建辉团队和刘仕团队在《焦耳》线上发表题为《非对称供体——受体分子调控的新型核壳溶液结构的新型电解液，助力高电压水系电池》的研究文章，并在刚刚出版的《焦耳》2月刊中作为封面出现。论文第一作者是西湖大学博士研究生林锐和博士后柯昌明，通讯作者是西湖大学特聘研究员王建辉和刘仕。相比目前锂离子电池使用的有机电解液，水系电解液的安全系数要高很多，不难理解，水系溶液不可燃，这就大大降低了电池燃烧爆炸的风险。安全性高、制备条件宽松、成本低廉，一直是水系电解液的抢眼优势。但它的瓶颈同样突出——电压窗口窄，限......阅读全文
焦耳|细菌助力制造航空燃料
飞机用于运送人员、运输货物和执行军事行动，但提供动力的化石燃料供应短缺。近日，研究人员发现了一种产生替代航空燃料的方法，即收集土壤中常见细菌代谢过程产生的一种不同寻常的碳分子。相关论文近日发表于《焦耳》杂志。“在化学中，所有需要能量来制造的东西，破裂时会释放能量。”论文主要作者、丹麦技术大学微生物学
锂电池物理自放电的原理
物理自放电：由物理因素引起的自放电。此时，电池内部有部分电荷从负极到达正极，与正极材料发生还原反应。其原理与常规放电不太相同，正常放电时电子路径是外电路，速率很快，而自放电时电子路径是电解液，速率很慢。物理自放电受温度影响小，持续的物理自放电可能会导致电池开路电压为零，但其所引起的能量损失一般是可恢
控制毛细管电泳色谱仪焦耳热的方法
毛细管电泳色谱仪是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力，利用荷电粒子之间的淌度差异和分配系数差异进行分离。毛细管溶液中有电流通过时会产生焦耳热，散热过程中，在毛细管内形成径向温度梯度（中心温度高），破坏了扁平塞子流型，导致谱带展宽。控制焦耳热的方法如下：一、降低电场梯度：1、焦耳热成比例降低。
锂电池材料硅胶凝胶的物理特性介绍
黏度 科技名词解释：液体，拟液体或拟固体物质抗流动的体积特性，即受外力作用而流动时，分子间所呈现的内摩擦或流动内阻力。 通常情况下黏度和硬度成正比。 硬度 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。硅橡胶具有10至80的邵氏硬度范围，这就给予设计师以充分的自由来选择所需的硬度，以最佳地实现
美制成超低能耗集成电路
据美国物理学家组织网8月16日报道，美国弗吉尼亚联邦大学的科学家日前宣称，他们开发出一种或许是世界上能耗最低的集成电路。这种电路所需的能量极少，甚至没有必要为其安装电池，从周围环境获取的微量能量就已足够维持运行。研究人员称，该技术有望在植入式医疗设备、浮标和环境检测等领域发挥重要作
物理所室温钠离子电池研究取得系列进展
大规模储能技术作为可再生能源利用和智能电网的核心关键技术之一，目前还处于发展初期。与其它储能技术相比，室温钠离子电池具有资源丰富、成本低、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等诸多优势。寻找成本低廉且性能优异的钠离子电池电极材料是实现钠离子储能电池实际应用的关键之一。目前关于钠离子电池层状正极
59兆焦耳！欧洲聚变反应堆创可持续能源新纪录
2月9日，在世界上最大的聚变反应堆——欧洲联合环状反应堆(JET)的研究人员宣布：他们打破了生产可控聚变能量的记录。欧洲联合环状反应堆在5秒内产生了创纪录的59兆焦耳能量 据《科学》报到，JET曾在1997年产生约22兆焦耳聚变能量的等离子体，创造了当时的世界能源纪录。此次JET新记录进行的氘
过程工程所开发出快速焦耳热耦合球磨固相混合法
贵金属硫族化合物具有丰富的晶体构型，兼具成本优势，在电催化领域展现出潜在的应用价值。中国科学院过程工程研究所研究员杨军、刘卉和徐文青，开发出耦合球磨固相混合和快速焦耳热法，用以实现贵金属硫族化合物纳米材料的普适性制备。近日，相关研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functiona
过程工程所开发出快速焦耳热耦合球磨固相混合法
贵金属硫族化合物具有丰富的晶体构型，兼具成本优势，在电催化领域展现出潜在的应用价值。中国科学院过程工程研究所研究员杨军、刘卉和徐文青，开发出耦合球磨固相混合和快速焦耳热法，用以实现贵金属硫族化合物纳米材料的普适性制备。近日，相关研究成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional
59兆焦耳！欧洲聚变反应堆创可持续能源新纪录
欧洲联合环状反应堆在5秒内产生了创纪录的59兆焦耳能量。图片来源：CHRISTOPHER ROUX (CEA-IRFM)/CC BY 2月9日，在世界上最大的聚变反应堆——欧洲联合环状反应堆(JET)的研究人员宣布：他们打破了生产可控聚变能量的记录。 据《科学》报到，JET曾在1997年产生约2
南京大学等研发出电池固碳新策略
锂空气电池研究人员发现了一种捕获和储存空气中二氧化碳的新方法。中日研究人员使用一种之前为锂二氧化碳电池设计的思路，开发出一种隔绝气态二氧化碳中固体碳尘的方法，并且也能析出氧气。该成果于8月9日发表在细胞出版集团新期刊《焦耳》上。 基于二氧化碳对温室效应和全球变暖的影响，将其转化为其他含碳化合物是
关于锂电池化学和物理的自放电差异的介绍
1、高温自放电与常温自放电的比较 物理上的微短路与实时接触都有显著性，长时间存储对物理上的自放电选择更为有用；高温化学自放电更显着，采用高温贮存来选择。 根据高温5D的方法，室温14D储存:假设电池自放电重要为物理自放电，则室温自放电/高温自放电≈2.8；假设电池自放电重要为化学自放电，则室
俄物理学家研制“纳米发动机”电池
俄罗斯科学院的研究人员正在研制一种极其微小的内燃发电机，用于为电子设备、笔记本电脑及医学芯片提供电力。目前常见的电池，其能量密度相比于常见的燃料不到十分之一，研制一种微型发电机提供电力是一种提高能量密度的解决途径。 近年来，各国科学家都在积极寻找替代铅锌及锂离子电池的技术，其中燃料电池作为一种
简述锂电池负极材料镍元素的物理性质
有良好延展性，具有中等硬度。 镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性，镍近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀。溶于硝酸后，呈绿色。主要用于合金（如镍钢和镍银）及用作催化剂（如兰尼镍，尤指用作氢化的催化剂） 密度：8.902g/cm3 熔点：
科学家提出退役锂电协同尾渣升级回收策略
随着锂电池退役量持续攀升，其清洁回收技术被视为新能源产业健康发展的保障，因而回收策略成为学术界和产业界的关注焦点。目前，退役锂电回收的研究重点是湿法冶金或加热直接修复，其主要侧重于金属高效提取或恢复原有电池性能，但对阴极材料的高价值特性探索有限。焦耳加热技术作为一种创新性的回收方法体系，为高价值利用
科学家实现对传统硫电池体系的根本性突破
近日，四川大学材料学院研究员林紫锋、副研究员代春龙和四川大学物理学院副研究员胡琳钰在新型高能量密度硫电池研究方面取得重要进展。相关研究成果于1月28日发表于《焦耳》。传统锂硫电池因多硫化物溶解穿梭效应、电极反应动力学缓慢以及工作电压偏低等问题，长期制约其实际应用。针对上述关键瓶颈，该研究从电荷载流子
发现“关键配方”，水系电池有望匹敌锂电池
《焦耳》2月刊封面 西湖大学供图生活中最常见的锂离子电池，但因其对温度敏感，一旦电池内部局部过热，便可诱发一连串放热反应，甚至起火爆炸……据不完全统计，2021年全国新能源汽车火灾事故约3000起，电动自行车火灾约1.8万起，造成巨大的人员安全和财产损失。面对悬而未决的安全问题，科学家们把目光投
物理信息神经网络用于锂电池退化建模和健康管理
西安交通大学机械工程学院陈雪峰、赵志斌团队针对锂离子电池退化建模和健康管理，提出了物理信息神经网络（PINN）驱动的电池退化建模和评估方法，近日该成果发表在《自然-通讯》上。考虑到电化学方程的复杂性，该工作从电池退化经验方程和状态空间视角出发，提出了电池退化经验模型，并利用物理信息神经网络捕捉电池降
简述钴酸锂离子电池材料锂的物理性质
银白色金属。质较软，可用刀切割。是最轻的金属，密度比所有的油和液态烃都小，故应存放于固体石蜡或者白凡士林中(在液体石蜡中锂也会浮起)。 锂的密度非常小，仅有0.534g/cm³，为非气态单质中最小的一个。 因为锂原子半径小，故其比起其他的碱金属，压缩性最小，硬度最大，熔点最高。 温度高于-
物理所等在钠离子电池正极材料研究中取得进展
钠离子电池因其原材料储量丰富，价格低廉，近些年受到了越来越多研究人员的关注。在诸多钠离子正极材料体系中，层状氧化物因其易合成、综合性能较好等特点，是目前最具应用潜力的体系。然而由于钠离子质量较大，钠离子电池层状氧化物正极材料的能量密度与锂离子电池层状正极材料有一定差距，进一步提升钠离子电池材料的
大面积柔性钙钛矿太阳能电池有了新进展
近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员杨栋和研究员刘生忠团队发表了大面积柔性钙钛矿太阳能电池的综述文章，系统地探究了大面积柔性钙钛矿太阳能电池的工业兼容方法、突破性技术、如何提高效率等问题，并讨论了柔性钙钛矿太阳能电池组件高通量生产的机遇和挑战。相关成果发表在《焦耳》上。柔性钙钛矿太阳能电池具有高
新型水基锂电池能避免爆炸风险
物理学家组织网报道称，美国华人科学家团队研制出一款基于水基电解液的新型锂离子电池，不仅电压首次达到笔记本电脑等家用电子产品所需的4伏标准，且能完全避免现有商用锂电池存在的着火和爆炸危险。相关的两篇论文分别发表在最近出版的《科学》和《焦耳》杂志上。 现有电子产品中，锂离子电池都使用非水性电解液。
物理所揭示温度调控锂金属电池界面相和Li+输运
锂离子电池（LIBs）在低温（＜-20 ℃）下的稳定运行，对于电动汽车的推广和应用至关重要。在低温下，锂离子（Li+）迁移速率降低、反应速率减慢，导致电池内阻增大、可逆容量下降、电动汽车的续航里程减少，甚至可能诱发锂枝晶生长，增加安全隐患。与石墨负极相比，金属锂负极具有更高的能量密度（3860
西安交大和中科院物理所钠离子电池研究获突破
西安交通大学前沿科学技术研究院教授李巨课题组与中国科学院物理所研究员胡勇胜课题组合作研究发现，以往硬碳负极研究中的传统半电池方法，严重低估了硬碳负极的性能，并提出了评估硬碳性能的改进方案。相关研究成果近日发表于《纳米能量》。 随着新能源汽车与电网储能的快速发展，锂资源趋于紧张，并将进一步加剧短
我国首家陶瓷物理电池与新型陶瓷复合材料实验室成立
今天(20日)行业第一家陶瓷物理电池与新型陶瓷复合材料实验室在东莞市艾尔莎光电科技有限公司正式成立，向世人发布了领先世界的陶瓷物理电池和新型陶瓷复合金材料科研成果，成为我国的新能源产业领域的又一创举。 LED光电暨新能源技术研发实验室斥资930万元人民币,历时一年半，具有高新科
物理所蒋礼威在水系钠离子电池研究中取得进展
水系钠离子电池兼具钠资源储量丰富和水系电解液本质安全的双重优势，被视为一种理想的大规模静态储能技术。此前，研究人员针对水系钠离子电池体系做了一些探索（Nature Communications 2015, 6, 6401；Advanced Energy Materials 2015, 5, 15
锂离子电池隔膜的物理化学性质相关介绍
1、润湿性和润湿速度。隔膜的润湿性不好，会新增隔膜和锂离子电池的电阻，影响锂离子电池的循环性能和充放电效率。隔膜的润湿率是指电解质进入隔膜微孔的速度，这与隔膜的表面能、孔径、孔隙度、弯曲度等特性有关。 2、膜片的吸收率。由于锂离子电池隔膜材料具有电解液的功能，所以必须满足以下条件:足以确保离子
锂电池内阻的标准是什么？
对锂离子电池而言，电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。 锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电池内阻大，(在电池正常使用过
锂电池内阻什么意思
对于锂离子电池，电池内阻分为欧姆内阻和极化内阻：1、内电阻由电极材料、电解质、隔膜电阻及各部分的接触电阻组成，极化电阻是指电化学反应中由极化引起的电阻，包括由电化学极性引起的电阻；2、锂离子电池实际内阻是指电池在运行中，电流通过电池内阻，电池电阻较大，（在正常电池使用过程中）会产生大量焦耳热（按公式
物理所室温钠离子储能电池正极材料研究取得新进展
锂离子电池不仅广泛用于移动电话、摄像机、笔记本电脑等便携式电子设备,还是电动汽车动力电池的最佳选择。随着太阳能、风能等可再生能源的快速发展，研发大规模储能电池也已成为迫切需求。这样锂的需求量将大大增加，然而锂的储量是有限的，且分布不均，将锂离子电池用于大规模储能会是一个重要问题。我们迫切需要开发