锂电池获奖,是对整个行业的肯定与激励

<正>2019年10月9日,瑞典皇家科学院宣布,美国德州大学奥斯汀分校约翰·班宁斯特·古德纳夫(John B.Goodenough)、美国纽约州立大学宾汉姆分校斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whitting ham)和日本旭化成株式会社吉野彰(AkiraYoshino)三人获得2019年度诺贝尔化学奖,以表彰他们对锂离子电池研发的贡献(for the development of lithium-ion batteries).三位科学家领衔发展的便携式二次电池,开启了电子设备便携化进程,促进了清洁能源的发展,极大地改变了人们的生活方式.此外,97岁的约翰·班宁斯特·古德纳夫教授成为诺贝尔奖历史上最高龄获奖者.诺贝尔化学奖颁给锂电池领域的三位科学家,是对每一位为     

可充电电池革命

<正>●化学家们正在重新发明可充电电池,努力降低成本、提高容量。移动世界依赖于锂离子电池,这是目前顶级的可充电能量存储件。去年,消费者购买了50亿个锂离子电池给笔记本电脑、相机、手机和电动车供电。"这是任何人见过的最好的电池技术。"总部设在伊利诺伊州芝加哥附近的阿贡国家实验室的美国储能研究联合中心(JCESR)主任乔治·克拉布特里(George Crabtree)说。但是,克拉布特里想做得更加     

氟化共价有机框架构筑氧气纳米传输通道助力锌-空气电池

<正>“双碳”目标的提出,绿色新能源和储能设备迎来了新一轮发展的春天,而绿色新能源的研发,同时需进一步加快储能技术的发展.可充电电池是解决目前储能问题最有效的方法之一.锂电池虽然是目前最有效的能源存储设备,但随着电池技术的不断突破,锂离子电池的实际能量密度也逐渐接近于其理论上限.而且有限的锂金属资源,且易挥发、易燃和有毒有机电解质的使用更加限制了锂电池的大规模应用[1].因此,下一代大规模电化学储能装置亟待需要在高比能、可持续、低成本、易回收和高安全等维度上寻找新的突破.水系可充电电池可满足以上要求,且因其绿色环保和组装简单等优势得到科研工作者的广泛关注.     

可弯曲折叠的纸质钝电池

电池是各种便携式电子产品．重要而义恼人的部件，踱弃的电池还会造成环境的污染。斯坦福大学开发了一种新型锂离子电池．这种超薄可充电电池可以制作在一张纸上．轻型、灵活．就像普通的A4纸一样。     

石墨烯在锂离子电池材料中大有可为

锂离子电池是一种典型的可充电电池,在储能技术领域占主导地位,应用极为广泛。近年来,科技发展对锂离子电池提出了更高要求,包括高能量密度、高安全稳定性等,驱动着电池材料与结构不断创新发展。研制石墨烯基复合正极负极材料,是极为活跃的方向。在此,对锂离子电池的结构、面临的突出挑战以及石墨烯基正极和负极材料研究前沿进行了介绍,重点围绕石墨烯增强电极材料电学特性的基本原理和复合材料制备技术作了阐述,也提出了未来发展动向。     

石墨烯在柔性锂离子电池中的应用及前景

随着具有变形功能的移动电子设备的出现和发展,为其供电的可变形、柔性锂离子电池近年来受到广泛关注.柔性锂离子电池一般指具有可逆弹性变形能力,同时可正常工作的锂离子电池.按照变形难易程度,大部分研究中的柔性锂离子电池,均指可弯折柔性锂离子电池.本文总结了石墨烯在可弯折柔性锂离子电池领域的进展情况.石墨烯具有很高的电子电导率,可将石墨烯附着于高分子、纸、纺织布等柔性基底上,利用基底提供柔性支撑、力学性能,石墨烯提供导电网络,形成石墨烯/柔性基体复合结构.利用石墨烯的二维柔性结构及表面官能团,与其他材料复合,能够制备出一体化石墨烯复合柔性电池电极.石墨烯柔性复合材料作为电极时,能够提高电池的整体能量密度,因此具有更广阔的发展前景.本文同时介绍了柔性锂离子电池的力学特性和电化学性能表征方法,并对柔性锂离子电池的未来发展方向进行了预测.柔性锂离子电池发展趋势是提高其变形能力,并赋予柔性锂离子电池一定的可拉伸性能,以使其适应各种复杂应用;新型柔性锂离子电池也将具有自修复和快速充电能力;未来同时将研究喷涂或打印等新型柔性电极的制备和器件优化设计.虽然仍然存在尚待解决的问题,石墨烯柔性锂离子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.     

金属-有机框架在锂离子电池正极材料中的应用

金属-有机框架(MOFs)材料具有容易制备、高孔隙率、容量大、种类丰富等优点,在能源储存和转化领域受到广泛关注,是合成高性能电极材料的潜在模板.本文介绍MOFs直接应用于锂离子电池正极材料的研究进展,重点综述了MOFs衍生材料(硫化物、氟化物、聚阴离子型化合物或锂的过渡金属酸盐)的制备方法,及其在锂离子电池正极中的应用.最后总结MOFs及其衍生材料在锂离子电池正极材料的应用方向及发展前景,为新型电极材料的开发提供参考经验.     

电池延寿新技术

使用数码相机和手机时,最让人放心不下的就是电池,为此新产品的开发很自然地围绕电池寿命问题展开了.最近,日本、美国在这方面取得了较大进展,他们一改电池40年不变的模式,推出了几款全新概念的电池新产品,这些电池面向应用越来越广泛的便携式电器用品,为可充电式、无漏液的固体电池,尤其令世人瞩目的是它们还肩负起了新的能源革命的历史重任.     

锂离子电池热失控及其预警方法

相较于传统储能器件,锂离子电池具备高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点,已被广泛应用于便携电子设备、电动汽车以及大规模储能等领域中.然而,随着锂离子电池能量密度的不断提升,其安全性受到极大挑战,电池安全事故频发.热失控是导致电池安全性不佳的主要诱因,其受到滥用情况、电池初始状态、工作条件以及电池结构设计的影响,无法完全避免.了解锂离子电池热失控的内在机制和外部特征,对电池热失控进行检测和早期预警,避免热失控引发的灾难性安全事故发生,可显著提升电池安全性.本文系统介绍了锂离子电池热失控的主要诱因(包括电滥用、热滥用、机械滥用等)、热失控发生的过程及早期预警信号和方法(包括电池电压/电阻、温度、压力、气体、声音、烟雾、火焰等).最后,对未来锂离子电池热失控预警的高精度、宽应用范围的发展趋势进行分析和展望.     

锂电行业新星崛起：稳定的固态锂金属电池

正锂离子电池是当前大多数电子设备(包括电动汽车)的能量源泉。不过尽管优势突出、潜力巨大,它的一个固有缺陷不可忽视,那就是锂枝晶:锂电池充电时,锂离子还原,此过程会形成树枝状的金属锂;这些薄薄的、弯弯曲曲的枝状锂片可形成尖头,刺穿电池,导致短路或其他问题。此类情况最终将缩短锂离子电池的使用寿命。而对于研究者来说,解决树枝晶问题就是锂离子电池改进的重要方向。     

膨胀负极的力学强化:“厚密”硅-碳电极新策略

正随着人工智能时代的来临,消费电子器件便携性要求的提高以及电动汽车使用空间的限制,使锂离子电池的发展面临"空间焦虑",即体积能量密度已成为锂离子电池发展的当务之急.高(质量、体积)比容量的硅基负极是最有潜力部分取代商用石墨的锂离子电池用新一代负极材料,但在嵌锂过程中会发生巨大的体积膨胀,导致固态电解质界面(SEI)破裂及电极粉化等问题,使得容量迅速衰减.     

特斯拉电池如何推动能源革命

<正>●硅谷可再生能源安装公司太阳城(SolarCity)已经开始为一些企业安装锂离子电池组,旨在帮助他们降低用电成本……美国电动车制造商特斯拉公司生产的汽车锂离子电池组并不仅仅只为电动豪华运动车提供动力,它们已经开始出现在更多的生活场景中了。例如,加州的一些家庭将它用于存储屋顶太阳能电池板产生的电能,包括一些大的零售商家(如沃尔玛)可用SolarCity屋顶光伏阵列产生的廉价能源为特斯拉电     

世界上最小的电池

电化学家把他们的技艺应用到微型工艺上已经制造出一种微小的电池,它小到在一个人类红细胞里可以装上100个这样的电池。加州大学欧文分校的雷金纳德·彭纳(Regin-ald M.Penner)说,这种破纪录的小电池由铜、银和石墨构成,利用扫描隧道显微镜(STM)在一石墨的表面安上铜柱和银堆。彭纳计算出,电池的寿命是45分钟,产生的电压为1/50伏。虽然有些科学家已用STM在一物质的表面上排列或堆积过一种原子,但欧文组却是首次在很小的范围内成功地放上了2种不同的金属原子。     

不可忽视的前庭研究

<正>2014年10月6日,瑞典卡罗林斯卡研究院诺贝尔奖评选委员会宣布今年的诺贝尔生理学或医学奖授予英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫(John O'Keefe)、挪威科技大学教授梅·布莱特·莫瑟尔(May-Britt Moser)及其丈夫爱德华·莫瑟尔(Edvard I.Moser),以表彰他们发现了组成大脑定位系统的细胞,这些细胞构成了"大脑中的GPS"。     

特斯拉超级电池工厂的成败攸关之年

<正>终于,特斯拉的锂离子电池将要从超级电池工厂下线了,但它会给特斯拉带来丰厚收益吗?3年前,特斯拉汽车公司宣布了建设超级电池工厂(Gigafactory)的计划,这个锂离子电池工厂横亘在美国内华达州斯帕克斯市外炎热的丘陵上。此前,从未有人提过与此类似的建议。特斯拉首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)宣称,该超级电池工厂将成为世界上最大的建筑物,占地面积相当于107个     

2009年度诺贝尔生理学或医学奖评介端粒和端粒酶:简单生物学问题的复杂生命调控

2009年10月5日,诺贝尔生理学或医学奖授予了美国加州大学旧金山分校的布莱克本(E.H.Blackburn)、约翰霍普金斯大学的格雷德(C.W.Greider)以及哈佛医学院的绍斯塔克(J.W.Szostak)三位科学家,肯定他们在发现端粒以及端粒酶保护染色体末端机制方面所作的贡献.     

碳包覆的蛋黄壳结构氧化锰锂离子电池负极材料

基于锂离子电池在循环过程中产生的体积效应严重影响整个电池的循环稳定性的问题,本研究设计了一种利用聚吡咯包覆金属有机框架的简单方法,来合成蛋黄壳结构的碳包覆氧化锰材料,并用于锂离子电池的负极材料.所制备的碳包覆氧化锰纳米颗粒在锂离子电池充放电过程中表现出良好的比容量,在0.1, 0.5和2 A g~(–1)的电流密度下分别表现出723, 651, 374 m Ah g~(–1)的比容量.在具有优异的倍率性能的同时,该材料还具有优异的稳定性.在上述3个电流密度下,该材料循环200圈后容量没有明显的衰减.该纳米结构MnO_x的制备方法和电化学理解也可以推广到其他过渡金属氧化物,最终实现高性能的锂离子电池.     

照亮生命的明星分子——荧光蛋白

瑞典皇家科学院于2008年10月8日宣布将2008年诺贝尔化学奖授予美国海洋生物研究所的日裔科学家下村修(O.ShiInomura)、美国哥伦比亚大学的科学家沙尔菲(M.Chalfie)和美国加州大学圣迭戈分校美籍华裔科学家钱永健,以奖励他们在发现和发展绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)上的贡献.     

LIGO之无名英雄

<正>《自然》杂志聚焦若干在引力波发现过程中发挥了关键作用但未获得诺贝尔奖的人们。每年10月,诺贝尔奖的宣布都会引起一些争议。今年的物理学奖相比其他奖项争议较少。三名获奖者:基普·索恩(Kip Thorne)和巴里·巴里什(Barry Barish)来自加州理工学院,雷纳·韦斯(Rainer Weiss)来自麻省理工学院,因为他们在项目的成功中所发挥的作用而获得了普遍赞誉。     

来自空气的电能

<正>在1980年代,当时的移动电话看上去就像是一块砖头。然而,当锂离子电池发明出来后,移动电话就变得小巧多了,小到可轻易放进口袋里。现在,一种利用空气为电器供电的新颖设计,将使电源变得更小巧轻盈。其工作原理为:锂离子电池有两个置于导电溶液(电解质)中的