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有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
电池安全
欧阳明高院士长期从事节能与新能源汽车新型动力系统研究（包括电控内燃机、燃料电池发动机、动力电池系统、多能源混合动力等），尤其是在面向排放控制的发动机新型电控高压喷油原理与系统研制、保障电动汽车安全性的锂离子电池热失控机理与主动防控，优化燃料电池耐久性的燃料电池/动力电池混合动力设计与控制方法等三方面开展了从理论创新、技术突破到推广应用的系统性工作，建立了汽车动力系统学研究与人才培养体系。根据中国新能源汽车动力电池比能量发展的趋势，我们很快就会向300瓦时/公斤的所谓的高镍三元811电池很快就会进入市场,清华大学专门建了电池安全实验室开展相关的基础研究和技术开发。目前清华大学电池安全实验室跟国内外企业和研究机构开展了广泛的合作，包括宝马、奔驰、日产等大公司。研究重点是在热失控的三个方面，一是热失控的诱因，包括热、电、机械的原因。二是热失控发生的机理究竟是什么，从而在材料设计层面加以防护。三是热蔓延，一旦单体电池防止不了热失控，就得有二次防护手段，就是在系统层面要切断热失控的蔓延，只要切断蔓延就可以防止事故。我们对高比能量电池的热失控控制，不仅靠材料本身，还要从系统层面来进行。目前，在电池管理系统方面，国内的产品的功能不足、精度不够，尤其是安全功能是不全，因此需要加大电池管理系统的研发力度。清华在电池管理系统的积淀比较丰富，已经获得65项专利授权，这些专利在国内外著名公司合作中得到了应用，其中部分专利也授权给了奔驰汽车公司。锂离子动力电池高比能是全世界范围的发展方向和趋势，把握高比能量与安全性之间的平衡点是关键。基于各国动力电池技术路线的比较，短期是液态电解液的锂离子电池，下一步将会向固态电池方向发展。综合考虑电池成本和动力电池的发展方向，我们建议我国也应该走类似的路径，即短期是液态电解质，发展高镍三元正极和硅炭负极，通过电池管理系统和热蔓延的抑制来防止安全事故发生，这类电池能够满足电动汽车500公里续驶里程的要求。
清华大学
2021-04-13
电池柜
安全：在概念设计时进行拓扑优化和形貌优化，设计初期即进行尺寸优化、散热分析、防热失控管理，并在设计过程中进行模态随机振动、冲击、挤压等测试验证。以确保最终产品的使用安全。
可靠：从部件级至电池系统级(部件级-电池级模组级电箱级电池包系统)把握每个零部件的安全可靠，以确保产品的整体安全可靠。
耐久：使用权威评估软件对电池包进行寿命预测，测试结果为使用寿命可达10年以上。
轻量化：有效减轻重量，去掉多余材料，精确计算使用材料份量，并通过仿真计算进行确认，以提高能量密度。
宁德时代新能源科技股份有限公司
2022-03-01
电池原理
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
水果电池
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23
电池盒
产品详细介绍
湖南新晃教学仪器厂
2021-08-23
纳米石墨相变储能复合材料制备技术及其应用技术
我们在国家自然科学基金、上海市青年科技启明星计划和上海市纳米技术专项等资 助下研制开发的纳米石墨相变储能材料具有储能密度高、导热换热效果优异、安全稳定、 阻燃和环境友好等优点。 技术指标：与现有的相变储能材料相比，纳米石墨基相变储能材料的导热系数提高 1～2 个数量级，相变温度在-40～+70°C 之间连续可调，储能密度可达 150～250J/g 左右， 经 1000 次循环后，性能劣化小于 5％。
同济大学
2021-04-11
一种适用于含能材料的搅拌混合机
本发明属于化工生产设备领域，其公开了一种适用于含能材料 的搅拌混合机，其包括驱动电机、行星式齿轮箱、混合釜及桨叶。所 述驱动电机连接于所述行星式齿轮箱的行星传动机构，其用于驱动所 述行星传动机构转动。所述行星式齿轮箱连接于所述混合釜，其还包 括连接于所述混合釜的箱体，所述行星传动机构的行星齿轮连接所述 桨叶，并带动所述桨叶同步转动。所述行星传动机构的齿轮满足所述 行星齿轮的自转公转比为 1。所述混合釜的内壁面为波浪形，且其内 壁面与垂直于所述混合釜中心轴方向的横截面的交线基本为六边形摆 线
华中科技大学
2021-04-14
拉力试验机/拉力机/万能材料试验机
产品详细介绍
经济型门式拉力机www.dgzhongzhi.com产品详细
典型应用:
金属板材、棒材、管材强度测试；橡胶、塑胶拉伸测试；金属、塑胶弯曲测试；各种异形材料拉伸、压缩、弯曲、剪切测试。
应用领域:
胶带、汽车、陶瓷、复合材料、建筑、食品医疗设备、金属、纸张、塑料、橡胶、纺织品、木材、通讯。
经济型门式拉力机规格
www.dgzhongzhi.com/menshilaliji.html
型号 CZ-8001A CZ-8001
容量选择 500N,1KN,2KN,5KN,10KN,20KN,50KN,100KN
单位切换 N,kN,kgf,Lbf,MPa,Lbf/In2,kgf/mm2
荷重分解度 1/500,000 1/25000
荷重精度 0.5% ±1%
力量放大倍率 无段
最大行程 800,1000可选
有效宽度 400,500mm可选
测试速度 2~200mm/min或25~500mm/min
速度精度 ±1%
位移分解度 0.001mm
软体 可闭环控制软体或标准版软件
马达 AC变频调速马达 AC变频调速马达
传动杆 高精度滚珠镙杆
主机尺寸(WxDxH) 1100x700x2000mm
机台重量 450kg
电源 AC220 10A 或指定
详情请登录www.dgzhongzhi.com www.laliji.com.cn了解更多信息！
广东众志检测仪器有限公司
2021-08-23
考虑可变寿命特性的确定电力系统调峰用电池储能容量的方法
本发明公开了一种考虑可变寿命特性的确定电力系统调峰用电 池储能容量的方法，将电力系统调峰用电池储能的能源节约效益、环 保效益、容量替代效益进行量化，并纳入到容量规划目标中；计及电 池储能的年运行成本，并根据电池储能运行过程中其实际使用寿命和 放电深度的关系建立了电池储能可变寿命模型，计算其建设投资成本 等年值，形成确定电力系统调峰用电池储能容量的目标函数。在考虑 系统功率平衡约束、系统备用约束、常规机组出力约束、火电机组爬 坡约束以及电池储能运行约束的基础上，以年净收益最大为目标对模 型进行求解。本
华中科技大学
2021-04-14