Die zehn besten technischen Profile der 17-jährigen Lithiumbatterieindustrie

Der neue Aluminium-Graphen-Super-Akku der Zhejiang-Universität: lange Hitze- und Kältebeständigkeit, Aufladung 5 Sekunden für 2 Stunden

Laut der Website von Observer vom 24. Dezember hat das Team des Instituts für Polymerwissenschaft und -technik der Universität Zhejiang kürzlich einen neuen Typ von Aluminium-Graphen-Batterien entwickelt. Die Forschungsergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht.

Diese Batterie kann in einer Umgebung von minus 40 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius betrieben werden, was sowohl als hochtemperaturbeständig als auch kältebeständig bezeichnet werden kann. Bei einer Temperatur von minus 30 Grad Celsius kann der neue Akku die 1000-fache Lade- und Entladeleistung ohne Dämpfung erreichen, und in einer Umgebung von 100 Grad Celsius können 45.000 stabile Zyklen erreicht werden. Der neue Akku ist flexibel und nach 10.000-maligem Biegen bleibt die Kapazität vollständig erhalten. Darüber hinaus entzündet oder explodiert dieser neue Batterietyp nicht, selbst wenn die Zelle einer Flamme ausgesetzt ist.

Die Forscher sagten, dass die spezifische Kapazität der Stromkathode, die Ausgangsspannung und die Oberflächenlast einen großen Raum für Verbesserungen bieten. Die Energiedichte reicht nicht aus, um mit dem Lithium-Ionen-Akku übereinzustimmen. In Zukunft ist es notwendig, die Energiedichte unter Beibehaltung einer hohen Leistungsdichte weiter zu erhöhen. . Darüber hinaus sind die derzeitigen klassischen ionischen flüssigen Elektrolyte teurer, und wenn billigere Elektrolyte gefunden werden können, sind die kommerziellen Aussichten für Aluminiumionenbatterien breiter.

Das Shanghai Silicate Institute hat einen neuen hochtemperaturbeständigen Lithium-Ionen-Batterieseparator entwickelt

Laut der offiziellen Website des Shanghai Institute of Ceramics am 2. November hat sich das Team unter der Leitung von Yingjie Zhu, einem Forscher am Shanghai Institute of Ceramics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, mit einem Team unter der Leitung von Xianluo Hu, Professor an, zusammengetan Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie, vor dem Hydroxylapatit ultralange Nanodrähte. Basierend auf den Forschungsarbeiten eines neuen anorganischen feuerfesten Papiers wurde ein neuer Typ eines ultralangen Hydroxylapatit-Hochtemperatur-Lithium-Ionen-Batterietrenners auf Nanodrahtbasis entwickelt. Die relevanten Forschungsergebnisse wurden in Advanced Materials veröffentlicht und für ein Erfindungspatent angemeldet.

Der Batterietrenner hat viele Vorteile, wie hohe Flexibilität, gute mechanische Festigkeit, hohe Porosität, ausgezeichnete Elektrolytbenetzungs- und Adsorptionsleistung, hohe thermische Stabilität, hohe Temperaturbeständigkeit, Flammschutzmittel und Feuerbeständigkeit und kann bei einer hohen Temperatur von 700 gehalten werden ° C. Seine Struktur ist Integrität. Die Batterie, die mit dem neuartigen Hydroxylapatit-Ultralang-Hochtemperatur-Batterietrenner auf Nanodrahtbasis zusammengebaut wird, weist eine bessere elektrochemische Leistung, Zyklusstabilität und Geschwindigkeitsleistung auf als die Batterie, die durch die Polypropylenmembran zusammengebaut wird. Diese Forschungsarbeit ist von großer Bedeutung, um den Betriebstemperaturbereich von Lithium-Ionen-Batterien und die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien erheblich zu verbessern. Es wird erwartet, dass der neuartige ultralange Hydroxylapatit-Hochtemperatur-Batterietrenner auf Nanodrahtbasis auch auf verschiedene andere Arten von hochtemperaturbeständigen Batterien und Energiespeichersystemen wie Natriumionenbatterien, Superkondensatoren und dergleichen angewendet werden kann.

Japan hat eine feuerfeste und explosionsgeschützte Lithiumbatterie entwickelt, die eine längere Lebensdauer als herkömmliche Lithiumionenbatterien hat.

Laut einem Bericht von Xinhua net vom 30. November haben japanische Forscher kürzlich einen sichereren Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolyten entwickelt, der selbst in Hochtemperaturumgebungen nicht leicht zu verbrennen oder zu explodieren ist. Die Forschungsergebnisse wurden in der britischen Zeitschrift Natural Energy (Nature Energy) veröffentlicht.

Forscher von Universitäten wie der Universität Tokio haben einen hochkonzentrierten Elektrolyten entwickelt, der Trimethylphosphat, ein Flammschutzmittel, enthält. Dieser Elektrolyt ist nicht leicht zu verbrennen und kann mehr als 1.000 Mal oder länger als ein Jahr lang eine hochstabile Ladung und Entladung erreichen. Die Lebensdauer ist vergleichbar mit der herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien oder übertrifft diese sogar. Das Forscherteam wies darauf hin, dass dieser Elektrolyt die Arbeitsspannung von Lithium-Ionen-Batterien von derzeit 3,7 Volt auf 4,6 Volt erhöhen kann, was für energiespeicherbatterien mit hoher Energiedichte und hoher Sicherheit wie Elektrofahrzeuge geeignet ist. Das Forschungsteam wird mit verbundenen Unternehmen zusammenarbeiten. Forschung vorantreiben.

Die japanische Toshiba Corporation hat eine neue Lithiumbatterie für Elektrofahrzeuge entwickelt, deren Schnellladung nur 6 Minuten dauert.

Laut der Nachrichtenagentur Xinhua, die am 15. Oktober berichtete, hat die japanische Toshiba Corporation eine neue Generation von Lithiumbatterien für Elektrofahrzeuge entwickelt. Das schnelle Aufladen dauert nur 6 Minuten. Berichten zufolge kann diese Lithiumbatterie nach 5000-maligem Laden und Entladen immer noch mehr als 90% der Batteriekapazität aufrechterhalten und in der Niedertemperaturumgebung von minus 10 Grad Celsius immer noch schnell aufladen.

Toshiba begann bereits 2007 mit der Entwicklung von SCiB (Super Charge Ion Battery) und hat es erfolgreich auf viele Elektrofahrzeuge angewendet, darunter Mitsubishis iMiEV und Hondas FitEV. Das aktuelle SCiB verwendet Titandioxid als Anode. Die Lithiumbatterie des neuen Elektrofahrzeugs, das von der japanischen Toshiba Corporation entwickelt wurde, unterscheidet sich von der Lithiumbatterie, bei der im Allgemeinen Graphit als Anodenmaterial verwendet wird. Es verwendet Titan-Ceroxid als Anodenmaterial und weist die Eigenschaften einer hohen Energiedichte und einer ultraschnellen Aufladung auf. Die herkömmliche Lithiumbatterie für Elektrofahrzeuge kann nur etwa 80% der Batterie 30 Minuten lang aufladen, und die neue Lithiumbatterie kann in nur 6 Minuten bis zu 90% der Batterie aufladen. Das Toshiba-Test-Elektrofahrzeug wurde nach 6 Minuten Ladezeit für etwa 320 Kilometer aufgeladen. Derzeit hat Toshiba eine Probe einer neuen Generation von Lithiumbatterien mit einer Kapazität von 50 Amperestunden und Palmen hergestellt und plant, diese zu verbessern und 2019 ein offizielles Produkt auf den Markt zu bringen.

Wissenschaftler aus Stanford entwickeln Batterien auf Natriumbasis, die kostengünstiger und effizienter als Lithiumbatterien sind

Laut einem Bericht der USA "Qiaobao.com" vom 10. Oktober haben Forscher der Stanford University eine Batterie auf Natriumbasis entwickelt, die genauso viel Strom speichern kann wie eine Lithium-Ionen-Batterie, jedoch zu wesentlich geringeren Kosten. Verwandte Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Energy veröffentlicht.

Die Forscher weisen darauf hin, dass Lithium die beste Wahl für die Herstellung von Batterien ist, aber Lithium ist selten und teuer geworden, und Menschen müssen andere reichhaltigere Elemente wie Natrium verwenden, um leistungsstärkere und kostengünstigere Batterien zu entwickeln. In neu entwickelten Natriumionenbatterien können Natriumionen an Inosit gebunden werden, eine übliche Verbindung, die aus flüssigen Nebenprodukten der Reiskleie- oder Maisverarbeitung extrahiert werden kann. Die neue Kombination von Natrium und Inosit verbessert den Ionenzyklus von Zellen auf Natriumbasis erheblich und ermöglicht es den Ionen, sich effizienter von der Kathode durch den Elektrolyten zur Phosphoranode zu bewegen, was wiederum einen stärkeren Strom erzeugt. Forscher glauben, dass die Batterie dazu beitragen wird, Energie aus nachhaltigen Energiequellen wie Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen zu speichern.

Die Universität von Houston hat erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung von Magnesiumbatterien erzielt, und neue Magnesiumbatterien machen die Energiespeichertechnologie billiger und sicherer.

Laut der Website des Wählermagazins vom 8. September hat das Yao Yan-Team der Universität von Houston in den USA erhebliche Fortschritte bei der Erforschung von Magnesiumbatterien erzielt und erklärt, dass die Entwicklung neuer Magnesiumbatterien sicherer sein wird als die von Lithiumbatterien Die Forschungsergebnisse wurden in "Natural Communication" in der Zeitschrift veröffentlicht. Im Allgemeinen ist die Energiedichte von Magnesiumbatterien im Allgemeinen niedriger als die von Lithiumbatterien. Durch die Entwicklung eines neuen Kathodenmaterials kann die Kapazität der Magnesiumbatterie jedoch auf 400 mAh / g erhöht werden, was viermal höher ist als die der früheren Magnesiumbatterie.

Die Batterie verwendet ein zweidimensionales geschichtetes TiS2-Material, das in situ mit PY14 + -Ionen als positive Elektrode, einem Magnesiummetall als negativer Elektrode und einem herkömmlichen chlorhaltigen Magnesiumelektrolyten (APC) als Elektrolyten expandiert wird. Wenn das einwertige Mg2 + als Interkalationsion durch einwertiges MgCl + ersetzt wird, tritt während der Ioneninterkalation nur ein einfacher Desolvatisierungsprozess (Ea ~ 0,8 eV) auf, die Mg-Cl-Bindung bricht nicht und das MgCl + ist im Vergleich zu Mg2 + fest. Die Phasendiffusionsenergiebarriere ist signifikant reduziert (~ 0,18 eV) und die Diffusionsrate ist stark verbessert. Gegenwärtig beträgt die Magnesiumbatteriespannung etwa 1 Volt, und es kann erwähnt werden, dass die zu entwickelnde Batteriespannung der nächsten Generation nahe bei 3 Volt liegt.

Stanford University, USA: Lithiumlegierung / Graphen „Tausend Schichtkuchen“ eröffnet eine neue Ära der Lithiumbatterie

Laut der am 14. Juli berichteten Science and Technology Daily entwickelte das Forschungsteam von Professor Cui Wei von der Stanford University in den USA eine negative Elektrode aus Lithiumlegierung / Graphenfolie. Die Kapazität der negativen Elektrode liegt nahe an der theoretischen Volumenkapazität von Lithiummetall und weist hervorragende Sicherheitseigenschaften auf. Die Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Die Forscher sagten, dass der „Tausendschichtkuchen“ aus Lithiumlegierung / Graphen hergestellt werden kann, indem dicht gepackte Nanopartikel aus Lithiumlegierung in eine große Schicht aus Graphenschichten eingekapselt werden. Da die Lithiumlegierung selbst der Zustand mit dem größten Volumen ist und mit hoher Leitfähigkeit und guter chemischer Stabilität auf den Graphen- "Kuchen" beschränkt ist, werden die Volumenexpansion der Legierungsanode und das Dendritenwachstum der Lithiummetallanode vermieden. Der "Tausendschichtkuchen" kann auch mit einer schwefelpositiven Elektrode mit hoher Kapazität zu einer hocheffizienten, stabilen und langlebigen Batterie zusammengebaut werden, was die Energiedichte und die Sicherheitsleistung der Batterie erheblich erhöht. Mit ihrer hohen Kapazität, hervorragenden Zyklusleistung und Sicherheitsmerkmalen wird erwartet, dass diese Lithiumlegierungs- / Graphenfolie als Ersatz für Lithiummetallanoden in Lithium / Luft-, Lithium / Schwefel-Batterien der nächsten Generation verwendet wird.

Professor Feng Pan von der Graduiertenschule für Materialien und Materialien der Universität Shenzhen gelang ein Durchbruch bei der Untersuchung der Eigenschaften von Nano-Einzelpartikel-Lithiumbatterien

Laut einem Bericht des Peking University News Network vom 20. März gelang Prof. Feng Pan, einer Forschungsgruppe an der School of New Materials der Shenzhen Graduate School der Peking University, ein Durchbruch bei der Erforschung der Eigenschaften von Nano-Einzelpartikel-Lithium Batterien. Die relevanten Forschungsergebnisse wurden im Artikel „Advanced Energy Materials“ veröffentlicht.

Die Forschungsgruppe entwickelte eine Methode zur Herstellung ultradünner Elektroden, die mit einzelnen Nanopartikeln dispergiert waren. Die Partikel auf den Elektroden wurden vollständig im Kohlenstoffnanoröhrennetzwerk dispergiert und anschließend elektrochemisch getestet. Gleichzeitig entwickelte die Forschungsgruppe ein nanoprochemisches Einzelpartikel-Berechnungsmodell. Das Einzelpartikelmodell wurde durch die experimentelle Lade-Entlade-Kurve und die CV-Kurve simuliert, um die Grenzflächenreaktionskonstante und den Lithium-Ionen-Phasendiffusionskoeffizienten von Einzel-Nanopartikeln zu erhalten. Durch Messung und Simulation der Einzelpartikelinformationen in verschiedenen Elektrolytumgebungssystemen unter verschiedenen Temperaturbedingungen schlug die Gruppe zunächst den Vorfaktor der kinetischen Reaktion der elektrochemischen Grenzfläche sowie die Solvatisierung und Desolvatisierung von Lithiumionen auf einzelnen Partikeln vor. Die Prozessaktivierungsenergie steht in direktem Zusammenhang, während die Struktur der Nanokristallgrenzfläche mit der elektrochemischen Leistung der Zelle korreliert.

Die Kosten pro Wattstunde der von Qingneng entwickelten bleifreien Lithiumbatterie werden auf 0,5 Yuan geregelt.

Laut der am 20. Januar berichteten Qingdao Daily veröffentlichte das Qingdao-Institut für Bioenergie und Prozess der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die neuesten wissenschaftlichen Forschungsergebnisse: die erste in China, die eine umweltfreundliche und umweltfreundliche bleifreie Lithiumbatterie entwickelt hat, und die Kosten pro Wattstunde wird auf 0,5 Yuan geregelt, die die Bedingungen der Industrialisierungsförderung haben.

Das Forschungs- und Entwicklungsteam von Qingneng hat innovativ drei Lösungen für die kostengünstige Lithium-Ionen-Batterietechnologie, die kostengünstige Zinkbatterietechnologie auf Wasserbasis und die neue Magnesiumbatterietechnologie vorgeschlagen. Zuvor war die große Anzahl von Anwendungen von Blei-Säure-Batterien auf ihren erheblichen Kostenvorteil zurückzuführen, der etwa 0,5 Yuan pro Wattstunde kostete. Die von Qingneng entwickelte bleifreie Lithiumbatterie verwendet ein neues Materialsystem wie einen kostengünstigen flammhemmenden Celluloseabscheider, eine kostengünstige Kohlenstoffanode, ein fluorfreies umweltfreundliches Lithiumborat und eine neue Technologie, um die Kosten pro Wattstunde zu verbessern. Es wird auf 0,5 Yuan geregelt, was den industriellen Bedingungen für den Austausch von Blei-Säure-Batterien entspricht. Gegenwärtig sind die Schlüsseltechnologien der drei neuen Batterietypen defekt und der Laborpilottest abgeschlossen. Zinkbatterien und Magnesiumbatterien können derzeit jedoch nicht in Massenproduktion hergestellt werden, und nur Lithiumbatterien haben die Bedingungen für die Massenproduktion. Qingneng fördert die industrielle Zusammenarbeit mit dem langsamen Elektrofahrzeughersteller Reading Group und macht langsame Elektrofahrzeuge zu einem wirklich umweltfreundlichen Transportmittel.

Panasonic bringt flexible Lithiumbatterien für die Massenproduktion auf den Markt

Laut MIT Technology Review vom 6. Januar hat Panasonic auf der diesjährigen CES drei verschiedene Versionen flexibler Batterien veröffentlicht. Dieser neue Lithium-Ionen-Akku kann nach 1000-maligem Verdrehen oder Biegen eine Kapazität von 80% beibehalten. Laut YorikoYagi, stellvertretender Direktor der Abteilung für tragbare Energie von Panasonic, wird die Batterie zwischen April 2018 und März 2019 mit der Massenproduktion beginnen. Panasonic hat im Oktober letzten Jahres allen potenziellen Kunden Muster zur Verfügung gestellt.

Der flexible Akku von Panasonic ist nur 0,45 mm dick und jeder Akku hat eine Bankkartengröße, aber auch eine sehr geringe Kapazität. Die CG-064065-Batterie mit der größten Kapazität hat nur 60 mAh, während das kleinste Modell nur 17,5 mAh hat. Dies bedeutet, dass der neue Akku nur für Produkte mit geringem Stromverbrauch wie tragbare Geräte, Kartengeräte und Internet of Things-Geräte geeignet ist.

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.