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吉大鄢俊敏教授团队研究成果在《Joule》上发表

时间:2018-08-24 21:49来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
在传统化石能源日益枯竭、环境污染日益加重的严峻考验下,开发高效、实用、绿色的新能源存储材料与器件是能源领域发展的必然趋势。钾元素储量丰富,成本低廉,且具有较低的氧

  在传统化石能源日益枯竭、环境污染日益加重的严峻考验下,开发高效、实用、绿色的新能源存储材料与器件是能源领域发展的必然趋势。钾元素储量丰富,成本低廉,且具有较低的氧化还原电位(-2.92V),钾离子电池体系因此受到越来越多的关注。随着可穿戴电子设备的发展,柔性电池作为柔性电子设备的关键部件,也引起了学界极大的研究兴趣。

  事实上,储能的技术路线并不单一。我国正在积极发展多种储能技术,2050年我国总装机容量将达到500亿千瓦(KW),按照规模调整供需平衡,储能的容量将达到4亿KW。我国规划到2050年建造1.6亿KW抽水储能装机容量,远远不能满足储能的需要。“目前,以锂离子电池和铅炭电池为主,辅之以压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、液流电池等技术路线,不同的储能技术路线已经基本能满足不同应用场景的需求。”岳芬说。

  10月11日,国家发改委价格司向华能、大唐、华电、国电、国家电投、三峡、中广核、龙源、协鑫、天合集团公司财务部,国家电网、南方电网公司财务部,水规总院下发《关于调整新能源标杆电价的征求意见函》。对2017年1月1日以后投运的“自发自用,余电上网”模式的分布式光伏发电实行全电量补贴,分布式光伏的补贴标准由之前的“一类资源区0.2元/千瓦时、二类资源区0.25元/千瓦时、三类资源区0.3元/千瓦时”调整为“一类、二类资源区0.35元/千瓦时,三类资源区0.40元/千瓦时”。自然人项目补贴由电网公司垫付;非自然人项目由电网公司转付。这在一定程度上,表示国家对于分布式光伏特别是个人投资分布式光伏的支持。

  2018/4/26 8:58:08来源:中国产业发展研究网【字体:】【收藏本页】【打印】【关闭】

  近几年,二手车市场爆发式增长,成为汽车产业转型升级的一大亮点。为适应这一变化,2016 年政府工作报告提出要活跃二手车市场,此后国家印发《关于促进二手车便利交易的若干意见》,取消二手车限迁政策等重磅举措落地实施。2017 年 11月,中国人民银行、中国银监会宣布自 2018 年 1 月 1 日起调整汽车贷款政策,其中二手车贷款最高发放比例从 50%提高到70%。这些政策将进一步促进二手车市场加速发展,对新车市场需求发挥一定的提振作用。

  从整体来看,固态电池现在的制备技术成熟度还有待加强,能形成规模产能的企业有限,技术规模化扩产需要克服的困难还有很多,仍处于推广发展期。但可以预期的是,随着研发和工业技术的不断发展,全固态电池中的科学和工艺上的问题会逐渐得到缓解,在未来几年,固态电池产品的市场会迎来蓬勃发展的机遇。

  上述研究工作得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金和重点项目、国家教育部“双一流建设”项目和吉林大学高层次科技创新团队建设项目的资助。

  此外,鄢俊敏教授团队结合不同材料的不同使用目的及使用环境,从材料的合理设计、科学制备等方面着手,在新型储能材料(储氢、储电等)方面开展了深入研究。2017年以来,已在国际著名期刊《Advanced Materials》上发表相关研究成果7篇。

  汽车智能化是汽车行业的颠覆性变革,尽管实现完全无人驾驶仍需要漫长的过程,但渐进式的汽车智能化已经拉开产业化序幕。美国智库布鲁金斯学会于 2017 年 10 月发布的研究报告称,自动驾驶汽车技术近年来发展迅猛,已成为人工智能领域投资的最前沿。在过去三年,全球对自动驾驶汽车技术的投入超过 800 亿美元。产业投资活跃的背后是政府的政策支持,2017年 7 月,中国政府发布《新一代人工智能发展规划》,明确发展自动驾驶汽车和轨道交通系统,加强车载感知、自动驾驶、车联网、物联网等技术集成和配套,开发交通智能感知系统,形成我国自主的自动驾驶平台技术体系和产品总成能力,探索自动驾驶汽车共享模式。自动驾驶汽车列入国家战略,汽车智能化有望迎来历史性产业机遇。

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  7月18日,我国首个10万千瓦级电池储能电站在江苏镇江正式并网投入运营,开启了我国大型电池储能电站商业化运行的新阶段。

  18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。18650产品的技术成熟程度高,结构设计、制造技术还有制造设备,秒速赛车软件:以及衍生的18650模组的技术都很成熟,这些都使得它的运行成本和维护成本降低。

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  目前,钾离子电池的研究还处于初期阶段,而柔性钾离子电池的研究此前未见报道。柔性钾离子电池的研究难点有三个:一是缺乏有效的正极活性材料。因钾离子半径较大(0.138 nm),反复的嵌入脱出会降低正极活性材料的稳定性,从而导致低容量、低倍率性及低循环稳定性。二是缺乏有效的电极制备方法。传统电极采用浆料涂覆的方式,将活性物质负载在金属集流体表面。由于两者之间的黏附力小,电极在弯曲和折叠的过程中涂层容易开裂甚至剥落,难以满足柔性储能器件在机械性能方面的要求。三是难以获得高的能量密度给与功率密度。柔性器件为了实现柔性,需添加一些粘结、封装、支撑用的柔性辅助材料。这些材料一般不导电,且没有电化学活性,导致电极的导电性下降和质量上升,最终降低电池的能量密度与功率密度。

  针对以上三大难题,鄢俊敏教授团队对柔性钾离子电池进行了探索性研究。为构建高速稳定的钾离子扩散通道,需设计具有良好结晶性的活性物质以减少离子在其中的扩散内阻,从而提升电极性能。同时,为制备稳定的柔性电极,选择与活性物质具有较强粘附性且轻质的基底作为辅助材料。鉴于以上考虑,鄢俊敏教授团队首次采用简易的光打印方法,使正极活性物质——普鲁士蓝在光照条件下原位在粗糙的宣纸纤维表面生长出纳米单晶。该单晶比低结晶度的普鲁士蓝具有更多规则的孔道结构,从而降低了钾离子在其中的嵌入脱出内阻,提高电极的容量;由于纳米单晶较小的尺寸(100 nm),钾离子在其中的扩散距离短,从而提高了其倍率性能;其次,该纳米单晶结构稳定性高,因此保障了电极的循环稳定性。另一方面,由于普鲁士蓝单晶与宣纸基底之间的黏附性高,在弯曲/折叠的过程中仍能够保持电极的完整性。同时,该电极具有自支撑的特性,无需添加粘结剂,实现了电极的导电性与轻量化。基于该柔性电极,鄢俊敏教授团队首次成功构建了柔性钾离子电池,实现了高达232 Wh kg-1的能量密度,且在弯曲、折叠的过程中,电池仍能够保持稳定的电化学性能(Joule, 2018, 2, 736-746)。这种廉价、简易的光打印技术,为制备高性能柔性电极提供了全新的思路,有利于促进柔性电子器件的进一步发展。

  随后,汽车知识杂志社与集邦咨询签署了战略合作伙伴协议,集邦咨询大中华区总经理董昀昶先生与汽车知识杂志社社长于欣旻先生出席了签约协议。根据协议,双方将展开深度合作。

  完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患,热稳定性更高。由于液态电解质中含有易燃的有机溶液,发生短路温度骤升时容易发生燃烧和爆炸,需要安装抗温升和防短路的安全装置结构。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也克服了锂枝晶现象,因而全固态电池具有极高安全性。

  锂电安全一直都是行业关心的问题。由于应用端及政策层面对能量密度的要求不断提升,三元电池成为主流技术路线的趋势已不可逆转。但时至今日,困扰三元电池的安全性仍然没有得到很好的解决,就连号称BMS做到全球最好的特斯拉,也是安全事故不断,2017年仅国内就有两辆Model S发生严重起火事件,三元电池的安全性仍然受到大家的质疑。

  地方保护也是我国新能源产业发展的阻碍之一。目前,各级政府设立不同形式的地方保护政策可谓种类繁多。从表面上看,地方保护主义的存在激励了当地新能源汽车的发展,但实际上,地方保护对当地企业有很大伤害,破坏了全国统一市场,区域分割严重,产业小而散的情况更加突出,客观上阻碍了全国和国际性大品牌的形成。

  高工产研锂电研究所(GGII)提供的市场调研数据显示,2015年上半年国内汽车动力锂电池产值为112亿元,其中三元电池占比为21%,较2014年的10%提升11个百分点。三元材料动力电池增速加快,而磷酸铁锂增速则相对放缓。按照业内人士预计,未来一段时间内,中国电动乘用车领域铁锂、三元并行的电池路线可能会向三元电池路线倾斜。此前有行业研究机构预测,三元动力电池的市场占比今年将达到25%,到2017年,这个比重将会增长到50%。

  锂离子电池的能量密度很高,它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍,而且具有很低的自放电率。此外,锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质,锂离子电池的这些优点使其在新能源汽车领域得到了广泛应用。

  【消息来源:材料科学与工程学院】日前,吉林大学材料科学与工程学院、汽车材料教育部重点实验室鄢俊敏教授团队在Cell子刊《Joule》上发表了题为“High-Energy-Density Flexible Potassium-Ion Battery Based on Patterned Electrodes”的研究论文。该研究首次成功构建了柔性钾离子电池。柔性钾离子电池正极材料及其它功能材料的设计理念与制备方法为解决新型储氢及储电材料的动力学问题提供了有益启示,为发展兼具高效、稳定、安全、绿色可持续的新型储能材料与器件提供了新思路。

  中心魏志祥团队创新性的将传统锂离子电池中使用的铜箔、铝箔集流体替代为可大面积制备的纳米复合材料,并实现了电芯本体的柔性,且弯折过程活性物质不易脱落。经不断改进创新,柔性电池即使在卷绕状态或者进行上万次的反复弯折下,性能也没有任何降低。另外,中心以产学研用协同创新驱动为指导,通过与联想创新研究院合作,实现了柔性电池在智能手表表带、夜跑警示腕带中的应用验证,实测各项数据都已达到实用化要求。

  消息传出后,遭到不少锂电池行业人士以及生产厂家的反对,有业内人士认为,虽然磷酸铁锂相对来说较三元锂电池更加安全,但去年几起新能源公交车起火事件,涉事的公交车使用的都是磷酸铁锂而非三元锂电池。电池安全性不能简单靠限制材料类型来解决,需从改进关键材料安全性能、提升生产质量保障能力、完善电池管理等方面综合考虑。

(责任编辑:秒速赛车)
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