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是我们中国人

时间:2018-07-31 01:25来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
韩国蔚山国立科技大学(UNIST)最近的一项研究提出了一种类似Jabuticaba(巴西的一种葡萄树)的混合碳/聚合物(HCP)复合材料,并且使用简单且经济高效的溶液工艺将该复合材料开发成

  韩国蔚山国立科技大学(UNIST)最近的一项研究提出了一种类似Jabuticaba(巴西的一种葡萄树)的混合碳/聚合物(HCP)复合材料,并且使用简单且经济高效的溶液工艺将该复合材料开发成了可拉伸的集流体。研究小组首次将HCP复合材料用作可拉伸集电器开发了一种基于水性电解质的高度可拉伸的可充电锂离子电池(ARLB)。这一突破由能源与化学工程学院的Soojin Park教授、Kwedong Seo教授和So Youn Kim教授共同完成。

  编辑点评:利用3D打印技术不得不说是一种新的思路,3D打印技术近年来非常流行,而且其成本和制作成都也都非常方便快速。对于柔性储能器件行业来说,是一个值得思考的方向。

  因此,为了适应下一代柔性电子设备的发展,柔性储能器件成为了近几年的研究热点。OFweek电子工程网小编盘点了近期柔性储能十大技术突破,帮助大家了解柔性储能的发展现状。

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  这种充满未来科幻感的柔性电子产品频繁的出现在各种电子展会当中,满足大众对电子产品科技感的想象同时,也指引了电子产品的发展方向,柔性电子显然是未来发展趋势之一。

  飞毛腿集团手机电池总工程师庄希昕为我们解释说,飞毛腿对手机电池采用“双重保护”手段。所谓“双重保护”,是针对造成手机起火、爆炸等最直接的两个原因:高温和高压,所采取的双重的、最直接有效的技术控制手段。针对短路等所造成的高压高温状况,飞毛腿电池这一重的保护措施是“安全阀”,该安全阀的原理比较类似于像日常家居用的高压锅气阀,可以在电池发生气鼓的时候,通过安全阀将气放掉——这就是飞毛腿电池的第一重安全保护;而在电池的核心安全组件——保护板上,飞毛腿采用海外进口的MOSFET、保护IC等元器件,当电池出现过充、过电流,造成高温高压的时候,保护板芯片会在其到达一定临界点之前,就自动切断电源,从而防止电池持续升温升压造成起火、爆炸——这就是飞毛腿电池的第二重保护。有了这样的“双重保护”,飞毛腿的电池安全性是非常高的。

  据了解,研究人员通过旋涂制备好钙钛矿薄膜后,使用硫氰酸铵后处理,钙钛矿薄膜经过分解,再重新结晶的过程,形成了晶粒更大,结晶性更好,缺陷更少的钙钛矿薄膜。将该方法应用到柔性电池中,实现了光电转换效率为17.04%的高效率反型平面异质结钙钛矿柔性电池,位于国际最高柔性薄膜太阳能电池效率之列。

  除此之外,这种电池既耐高温又抗严寒,可以在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作。在零下30摄氏度的环境中,这种新型电池能实现1000次充放电性能不减,而在100摄氏度的环境中,它能实现4.5万次稳定循环,显示出广泛的应用前景。

  编辑点评:石墨炔是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后,一种新的全碳纳米结构材料,具有丰富的碳化学键、大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性,被誉为是最稳定的一种人工合成的二炔碳的同素异形体。由于其特殊的电子结构及类似硅优异的半导体性能,石墨炔有望可以广泛应用于电子、半导体以及新能源领域。

  2017年全球储能市场呈现“规模大、速度快、政策多、市场热”的特点。在各类储能技术中,电化学储能的发展速度最快,锂离子电池、铅蓄电池和液流电池等技术的发展已进入快行道。据CNESA(中关村储能产业技术联盟)项目库的不完全统计,截至2017年年底,全球电化学储能累计投运规模为2.9GW,年增长率为45%;2017年新增投运规模达0.9GW,全年已有超过130个项目投运。

  大型的车企对于技术选型都会比较谨慎,不过有时候它们不是力求精准,而是追求齐全,力争不错过任何一个技术潮流。例如戴姆勒,它们将采用双向研发路线,不仅要研发锂离子电池,现在前景不明朗的燃料电池也不会放弃。

  2017年10月27日,这一次轮到中国技术大展神威。中科院青岛生物能源与过程研究所新型能源碳素材料团队与中科院化学研究所合作,研发了一种石墨炔基分子材料,改变了传统的电池材料观念,实现了高性能柔性电池的制备。

  而它的应用场景也非常丰富,支持可穿戴设备、便携性电子产品等,还可以将柔性电容器与能量收集装置结合,为生物医学传感器、消费电子和军用电子产品等应用供电。

  该电极具有高柔性、高导电、高透光特征,并具有突出的化学稳定性,可低成本制作以及图案化制作,可以作为透明薄膜电极取代ITO透明电极广泛应用于构筑柔性有机电致发光器件、柔性有机太阳能电池器件、柔性有机场效应晶体管器件以及柔性储能器件等。

  编辑点评:技术的突破就是不断的寻找更加简洁有效的解决方案,西安交大吴朝新教授团队发现的这种方法,成功的将国内柔性钙钛矿太阳能电池效率推上了世界顶尖水平。

  说到这里还有个让人振奋的事情,就是该电池技术的工程团队领导者姓杨,是我们中国人。据杨教授介绍,柔性电池的原型产品在经过100次充电循环后,电池依然能够保留超过94%的放电容量,尽管只是个原型,但这显示出了一种商业上可行的产品前景。

  编辑点评:这种可伸缩、可弯曲的能源动力装置可以为纺织物制生物材料搭建标准化平台,未来有望应用于可穿戴电子产品。并且对比起柔性电池,可拉伸弯曲的生物柔性电池可以应用在各种不规则电子产品当中。

  空气电极极化和氢氧化铝沉降等问题是影响金属空气电池走向市场化的重要障碍,铝空气电池性能的提高遇到很大的瓶颈。目前尚处于实验室阶段,距离商业化推广还有一段不小的距离。

  2018年1月12日,南京邮电大学赖文勇教授课题组与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏文明研究员课题组合作,创新性地提出导电聚合物网格电极的设计思路,研制出一种综合性能优异的新型柔性透明电极。并建立了简易的丝网印刷技术,克服了低成本大面积制备难题,用其作为阳极制备的有机电致发光器件与采用氧化铟锡(ITO)玻璃阳极的器件相比电流效率提高了1.56倍。

  据悉,研究人员通过调控电极的微观结构和引入离子液体凝胶电解质,成功制备出具有宽电压窗口的柔性固态超级电容器,有效提升了器件的能量密度。该柔性固态超级电容器充放电10000次循环后,容量仍然可以保持85%以上,连续弯折1000次后容量仍可以保持88%,具有良好的电化学性能和优异的力学耐弯折性能。

  2018年1月5日,新年伊始,柔性储能科研领域就传来好的消息。中科院化学所绿色印刷重点实验室宋延林课题组利用“印刷术”突破了柔性钙钛矿太阳能电池难题,成功制备厚度和柔韧程度与一张杂志纸差不多的钙钛矿柔性太阳能电池,有望为柔性可穿戴电子设备提供可靠电源。

  据了解,研究人员通过无溶剂干燥和紫外线固化辅助多级印刷技术制备出双极性LIB,并开发了一种新型的柔性不易燃凝胶电解质,从而将其作为核心元件用于印刷电极和印刷固态凝胶复合电解质。而该多级印刷的双极性电池制备技术作为一种高效、可扩展的技术,将双极性全固态电池的发展推向商业化,具有巨大的应用前景。

  2017年12月25日,浙江大学高分子科学与工程学系高超团队研制出新型铝石墨烯电池,研究人员提出石墨烯正极材料的“三高三连续”设计原则让铝石墨烯电池的性能向前迈出一大步。

  柔性电子是未来电子产品的重要发展方向之一,因此解决柔性储能器件问题刻不容缓,在资本和国家政策的支持下,新的一年势必会有所重大的技术突破。当然,现在想要实现柔性储能器件的实际应用还有很多问题和挑战,还离不开科研人员的努力。

  编辑点评:锂离子电池并不少见,现在主流电子都是使用锂电池,不过该项技术可以打破锂电池一直以来刚性的特点,做到柔性多功能双极性无疑是非常大的技术突破。

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  据了解,该铝石墨烯电池是柔性电池,将它弯折一万次后,也能完全保持容量,并且充电速度飞快,只需要几秒时间就可以完成充电。而其续航能力也非常强,可以循环充放25万次后依然电力十足。

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  编辑点评:石墨烯材料并不陌生,市场上对于石墨烯电池的概念也是耳熟能详,不过目前一直处于技术研发状态。这项技术突破,为今后提高柔性固态超级电容器的能量密度提供了一种有效策略。

  2017年12月13日,西安交通大学电信学院吴朝新教授团队发现一种通过简单方法,就可以实现高质量的钙钛矿薄膜,得到了光电转换效率高达19.44%的反型平面异质结钙钛矿太阳能电池。

  今年上半年以来,广汽新能源已经在8个城市开业了14家体验、展示中心,其中包括创新式的25hours体验中心。如今广汽集团与宁德时代成立合资公司,两家企业的强强联合将推动广汽新能源的进一步发展。

  广阔的市场前景助推下,柔性电子技术发展也是日新月异,其中柔性电子发展最大的挑战就是与之相适应的柔性储能器件。传统的锂电池、超级电容器是刚性的,在弯曲、折叠时,容易造成电极材料和集流体分离,影响电化学性能,甚至导致短路,发生严重的安全问题。

  通过研究测试表明,使用该技术制造的电容器可以折叠数千次而不影响电导率。除此之外,这种金属纸张超级电容器的最大功率和能量密度分别达到15.1mW/cm2和267.3uW/cm2,基本上优于常规纸质或纺织超级电容器。

  中国科学院物理研究所俞会根:储能型固态锂电池商业化需突破的技术瓶颈分析(附图)

  2017年12月16日,宾厄姆顿大学的一个研究小组研发一种完全使用纺织物生产的细菌生物能源电池,通过创建一个完全由纺织物制作的生物电池,可以产生类似于使用这种电池之前的纸基微生物燃料电池产生的最大功率。

  编辑点评:与锂电池同理,超级电容器也是刚性的,不易弯曲和折叠。不过该技术从材料的另外一种角度出发,打破常规,研发出了基于纺织品的纸质柔性超级电容器。如果能够进一步解决问题,做到商用,那么很可能会带来变革。

  编辑点评:据了解,该项技术研发的杂志纸大小的钙钛矿柔性太阳能电池可以运用在可穿戴设备,甚至衣服、汽车玻璃贴膜等地方,通过吸收太阳光转化的电量给其他设备充电,既环保又实用。

  如今各厂也有类似的技术,比如松下、LG等企业,但哥大的这个技术表现的性能会更稳定一些,它是由一组固体储能元件按照人类脊椎骨的构造设计的,每一个储能元件由锂钴酸锂、石墨阳极和一个分离器组成,还有铜和铝的电流收集器和聚乙烯薄膜共同构成。

  难以想象,中国古老的四大发明之一的“印刷术”也开始在新时代焕发生机。该研究小组通过纳米组装印刷方式制备了钙钛矿的蜂巢状纳米支架,并在其内部搭建起“光学谐振腔”,这两项创新同时提高了柔性钙钛矿太阳能电池力学稳定性和光电转化率。

  2017年11月20日,马里兰大学胡良兵研究团队利用3D打印技术制备了纤维型类固态锂离子柔性电池。该电池可在弯曲状态下保持稳定的电化学性能,未来可与普通织物结合,作为可穿戴电子器件的重要能源存储设备。

  研究人员表示称,柔性纺织电池基于低成本的石墨烯材料制成,外部采用简单的丝网印刷技术,电极会因为油墨和纺织品之间的强烈相互作用而表现得非常稳定,并具有良好的操作安全性和很长的循环寿命,电池本身还支持快速充电,柔性材料允许水洗。在重复拉伸和循环扭转作用下,这些完全依靠纺织物制成的生物材料具有稳定的发电能力。

  小镇计划建设项目22个,总投资约108.93亿元,目前已累计完成投资36.99亿元,三年计划投资66.14亿元以上(不含商业住宅和商业综合体项目)。其中:2018年计划投资24.31亿元、2019年计划投资26.13亿元、2020年计划投资15.7亿元。小镇全面建成后,将形成新能源千亿产业集群,年税收收入可达70亿元,聚集中高级人才10000人,新增就业岗位5万以上,年接待游客40万人次以上。

  2017年10月24日,美国佐治亚理工学院机械工程学院助理教授Seung Woo Lee和高丽大学化学与生物工程系的Jinhan Cho共同研发了一种纸质柔性超级电容器。该超级电容器使用金属纳米颗粒在纸中涂覆纤维素纤维,创造出具备高能量和高功率密度的超级电容器电极,实现了迄今为止具备最佳性能的基于纺织品的超级电容器。

  科技的进步,智能化热潮的风靡,也让电子设备变得愈加丰富多彩。智能硬件、智能手机、智能可穿戴设备也是近年来的潮流,尤其是电子技术的快速进步,更是让这些电子设备朝着轻薄化、多样化、多元化、柔性化方向发展,例如2017年流行的全面屏手机。而在今年,像三星苹果等厂商更是计划研制可折叠、可弯曲的新一代柔性电子产品。

  2017年10月18日媒体报道称,韩国蔚山国家科学与技术研究院研发了一种新的柔性多功能双极性全固态锂离子电池,解决了基于无机电解质的双极性锂离子电池常见的问题。

  2017年12月12日,中国科学院电工研究所超导与能源新材料研究部马衍伟课题组采用多级次石墨烯复合电极与离子液体凝胶聚合物电解质,首次开发出具有3.5V电压窗口的高能量密度柔性固态超级电容器。据了解,该研究是电工所团队与西南石油大学教授葛性波合作完成。

  最后看一下储能固态锂离子电池产业化的路径,固态锂电池产业化路径,从原材料,到电池材料,到固态电池到电池应用到回收,统筹考虑,红色字体表示可能与液态电池存在差异的地方。固态电池解决方案还是比较多的,也是从集流体到材料到界面等等。未来目前同步开发进行原位固态化固态电池的研究。

  作为为社会服务的移动工具,SORA不仅环保,还采用了灾害时可作为外接电源使用的“丰田燃料电池系统(TFCS)”。基于“通过乘坐SORA,让‘移动’不再是挑战的障碍,而是成为实现梦想的可能”的想法,SORA采用了以人为本的共通化设计和功能。

  编辑点评:耐寒、高续航、充电速度快,柔性等特点,注定了是未来智能手机或智能可穿戴深度完美“搭档”。最大挑战无疑就是解决技术上的难题,做到量产落地商用。

  编辑点评:全球发达国家都在柔性储能领域上发力,中国在该领域上也是站到了世界前列,在近期也是频繁传出技术上的突破的好消息。

  继3月28日在美国硅谷发布之后,近日,SF Motors又以令人耳目一新的形式,开启了其征战中国市场的脚步。[详细]

  值得一提的是,柔性电子曾被评为世界十大科技成果之一,更是预测其将带来一场电子技术革命。如今,这场电子技术革命在市场的推动下已经悄然来临,根据调研机构IDTechEx预测数据显示,2018年柔性电子市场为469.4亿美元,到2028年将达到3010亿美元,2011年至2028年间年复合增长率近30%。

  据了解,该材料在钠离子电池的测试研究中所展现的电化学储钠能力在同类材料中具有领先地位,完全可能成为新一代高性能、柔性储能电池。为我国未来电化学储能器件的研究带来了新视角和新理念,将积极地推动我国十三五新能源和新材料研究规划进展。

  值得一提的是,相比起其它复杂精密的技术,这种制备方法非常简单快速。也许其在其它方面还不够完善,但是其提供了量产柔性锂离子电池的新思路,也可有效的应用于其他活性材料体系的柔性一维电池。

(责任编辑:秒速赛车)
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