 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 882 | 回復(fù): 0 | |||
yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽(yáng)系系主任
|
[交流]
高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料
|
|
安全性和能量密度是阻礙電池行業(yè)發(fā)展的難題。電池主要由正極、負(fù)極和電解質(zhì)組成，其整體的能量密度依賴于正負(fù)極，而安全性則取決于電解質(zhì)�，F(xiàn)有的電池體系中應(yīng)用最廣泛的是鋰離子電池， 其本質(zhì)上是一個(gè)鋰離子在正負(fù)極之間來(lái)回脫嵌的搖椅式電池。早在 1990 年，日本索尼公司率先將鋰離子電池商業(yè)化。電池的發(fā)展已改變?nèi)藗兊纳睿?它是電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)的核心部分。 鋰離子電池負(fù)極應(yīng)用最廣泛的是石墨、鈦酸鋰，電解質(zhì)為碳酸酯類電解液，正極則是氧化物如磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和鎳鈷錳酸鋰。 電極的能量密度由電壓和容量決定。高能量密度正極主要發(fā)展方向是高電壓正極材料和高容量的硫正極材料，負(fù)極則主要向鋰金屬和硅負(fù)極方向發(fā)展。高電壓的正極材料包括富鋰錳基正極、鎳錳酸鋰、高電壓鈷酸鋰，高容量的正極材料主要是硫正極。正極材料的成本占總成本的 40% 以上，但兼具高容量和高電壓的理想正極材料仍待突破。近年來(lái)，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)金屬鋰與硅負(fù)極進(jìn)行了廣泛的研究，但在工業(yè)規(guī)模下金屬鋰的枝晶問(wèn)題和硅負(fù)極的循環(huán)問(wèn)題仍使其難以商業(yè)化，流行的折中做法是使用硅碳負(fù)極，通過(guò)添加一定比例的硅材料來(lái)提高負(fù)極的整體容量。 電解質(zhì)的主流發(fā)展趨勢(shì)是固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)不僅能夠從本質(zhì)上解決電池的安全性問(wèn)題，而且可以適配高能量密度的正負(fù)極。固態(tài)電解質(zhì)可以分為聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。聚合物固態(tài)電解質(zhì)加工性能好，易于薄膜化，具有寬的電化學(xué)窗口，但受限于較低的室溫離子電導(dǎo)率和遷移數(shù)；無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)在離子電導(dǎo)率上已接近現(xiàn)有的液態(tài)電解液，但差的穩(wěn)定性和高的界面阻抗嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用；復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合了聚合物電解質(zhì)和無(wú)機(jī)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，若能夠進(jìn)一步改善電解質(zhì)與電極材料之間的固固界面以及提高電極材料的負(fù)載量，則有望率先實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突破。 “高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿中，核心論文數(shù)排名前三位的國(guó)家分別是中國(guó)、美國(guó)和德國(guó)，其篇均被引頻次均超過(guò) 60（表 1.2.1）。其中，中國(guó)、美國(guó)的合作最多，其次是中國(guó)和澳大利亞（圖 1.2.1）。核心論文數(shù)較多的機(jī)構(gòu)有中國(guó)科學(xué)院、中南大學(xué)和華中科技大學(xué)等（表 1.2.2）。其中，中國(guó)科學(xué)院與清華大學(xué)的合作較多（圖 1.2.2）。施引核心論文數(shù)排名前三位的國(guó)家分別是中國(guó)、美國(guó)和韓國(guó)（表 1.2.3）。施引核心論文的主要產(chǎn)出機(jī)構(gòu)有中國(guó)科學(xué)院、鄭州大學(xué)、中南大學(xué)等（表 1.2.4）。 電池行業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)材料的革新。正極材料將由高電壓鈷酸鋰向低成本的高容量硫正極發(fā)展， 負(fù)極材料將由初始的硅碳負(fù)極向純硅負(fù)極并最終向鋰金屬負(fù)極發(fā)展，電解質(zhì)則由復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)向無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)發(fā)展，最終開(kāi)發(fā)出的全固態(tài)高 表 1.2.1 “高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿中核心論文的主要產(chǎn)出國(guó)家 序號(hào) 國(guó)家 核心論文數(shù) 論文比例 /% 被引頻次 篇均被引頻次 平均出版年 1 中國(guó) 154 87.01 9 718 63.1 2019.6 2 美國(guó) 18 10.17 1 673 92.94 2019.3 3 德國(guó) 10 5.65 1 183 118.3 2019.3 4 澳大利亞 9 5.08 805 89.44 2019.7 5 加拿大 8 4.52 984 123 2019.4 6 新加坡 5 2.82 410 82 2019.6 7 韓國(guó) 5 2.82 152 30.4 2019.8 8 日本 5 2.82 63 12.6 2020.4 9 西班牙 2 1.13 676 338 2018.5 10 沙特阿拉伯 2 1.13 65 32.5 2021 圖 1.2.1 “高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿主要國(guó)家間的合作網(wǎng)絡(luò) 表 1.2.2 “高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿中核心論文的主要產(chǎn)出機(jī)構(gòu) 序號(hào) 機(jī)構(gòu) 核心論文數(shù) 論文比例 /% 被引頻次 篇均被引頻次 平均出版年 1 中國(guó)科學(xué)院 26 14.69 1 639 63.04 2019.1 2 中南大學(xué) 10 5.65 109 10.9 2020.9 3 華中科技大學(xué) 9 5.08 349 38.78 2019 4 北京理工大學(xué) 8 4.52 328 41 2019.8 5 清華大學(xué) 6 3.39 916 152.67 2019.5 6 香港理工大學(xué) 6 3.39 531 88.5 2019.3 7 武漢理工大學(xué) 6 3.39 460 76.67 2018.8 8 鄭州大學(xué) 6 3.39 215 35.83 2020.7 9 復(fù)旦大學(xué) 5 2.82 2 759 551.8 2017.6 10 南開(kāi)大學(xué) 5 2.82 618 123.6 2019.2 圖 1.2.2 “高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿主要機(jī)構(gòu)間的合作網(wǎng)絡(luò) 表 1.2.3“高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿中施引核心論文的主要產(chǎn)出國(guó)家 序號(hào) 國(guó)家 施引核心論文數(shù) 施引核心論文比例 /% 平均施引年 1 中國(guó) 6 177 63.87 2020.1 2 美國(guó) 866 8.95 2020.1 3 韓國(guó) 498 5.15 2020.3 4 印度 408 4.22 2020.2 5 澳大利亞 385 3.98 2020.1 6 德國(guó) 377 3.9 2020.3 7 日本 233 2.41 2020.1 8 新加坡 221 2.29 2020.1 9 英國(guó) 213 2.2 2020.3 10 加拿大 178 1.84 2020.1 表 1.2.4“高安全性高能量密度電池體系關(guān)鍵材料”工程研究前沿中施引核心論文的主要產(chǎn)出機(jī)構(gòu) 序號(hào) 機(jī)構(gòu) 施引核心論文數(shù) 施引核心論文比例 /% 平均施引年 1 中國(guó)科學(xué)院 742 29.22 2020.2 2 鄭州大學(xué) 244 9.61 2020.3 3 中南大學(xué) 241 9.49 2020.6 4 清華大學(xué) 204 8.03 2020.2 5 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 191 7.52 2020.2 6 南開(kāi)大學(xué) 184 7.25 2020.2 7 香港城市大學(xué) 161 6.34 2020.2 8 華中科技大學(xué) 161 6.34 2020 9 天津大學(xué) 150 5.91 2020.2 10 北京理工大學(xué) 135 5.32 2020.4 電壓鋰金屬電池或鋰硫電池有望應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電網(wǎng)中�！案甙踩愿吣芰棵芏入姵伢w系關(guān)鍵材料”工程研究前沿的發(fā)展路線如圖 1.2.3 所示。 |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
322分 085600求調(diào)劑，有互聯(lián)網(wǎng)+國(guó)金及主持省級(jí)大創(chuàng)經(jīng)歷
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
320材料一志愿西工大專碩英二數(shù)二 有兩年光伏工作經(jīng)驗(yàn)
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
一志愿鄭州大學(xué)，學(xué)碩，物理化學(xué)， 333求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
一志愿中石油，化學(xué)工程，301求調(diào)劑
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
0703化學(xué)求調(diào)劑，總分320分，一志愿中南民族大學(xué)
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
320材料與化工，求調(diào)劑
已經(jīng)有7人回復(fù)
-
一志愿武漢理工大學(xué)-085602-總分296分-求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
286
已經(jīng)有3人回復(fù)
-
070300化學(xué) 280 一志愿太原理工 求調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
085600材料與化工（高分子）290分求調(diào)劑
已經(jīng)有4人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 yexuqing 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研]
 一志愿中南大學(xué)理學(xué)化學(xué)
+6
|
15779376950 2026-03-01 | 8/400 |
|
|---|---|---|---|---|
|
|
[考研] 0703化學(xué)求調(diào)劑 +3 | 將未有期 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
[考研] 292求調(diào)劑 +9 | yhk_819 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料328求調(diào)劑 +7 | 一個(gè)蘿卜02 2026-03-03 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 290求調(diào)劑 +3 | Bananaiy 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +3 | 泡了個(gè)椒 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 材料專碩290求調(diào)劑 +3 | 杰尼龜aaa 2026-03-04 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 0703化學(xué)調(diào)劑 +4 | G212 2026-03-03 | 5/250 |
|
|
|
[考博] 26申博 求博導(dǎo) +3 | 愛(ài)讀書的小帥 2026-02-28 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 化工專碩調(diào)劑 +4 | 利好利好. 2026-03-03 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工調(diào)劑 280分 +10 | yyqqhh 2026-03-03 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 江蘇省農(nóng)科院招調(diào)劑1名 +5 | Qwertyuop 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 材料學(xué)碩318求調(diào)劑 +11 | February_Feb 2026-03-01 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 調(diào)劑 +5 | 13853210211 2026-03-02 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 298求調(diào)劑 +10 | 人間唯你是清歡 2026-02-28 | 14/700 |
|
|
|
[考研] 一志愿山東大學(xué)材料與化工325求調(diào)劑 +5 | 半截的詩(shī)0927 2026-03-02 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 303求調(diào)劑 +5 | 今夏不夏 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 化工專碩342，一志愿大連理工大學(xué)，求調(diào)劑 +6 | kyf化工 2026-02-28 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 291分工科求調(diào)劑 +9 | science餓餓 2026-03-01 | 10/500 |
|
|
|
[考研]
尋找調(diào)劑
+4
|
LYidhsjabdj 2026-02-28 | 4/200 |
|