摘 要
2017年初，各种电池技术取得重大突破的喜讯层出不穷，小编特遴选2017年最受瞩目八大锂电技术突破，且看下文：
摘 要
2017年初，各种电池技术取得重大突破的喜讯层出不穷，小编特遴选2017年最受瞩目八大锂电技术突破，且看下文：
01
韩国研发新款锂电池 续航力提高两倍
光州科学技术院GIST 材料科学与工程系教授 Eom Gwang-sup 和麻省理工学院电子研究实验室博士后研究员 Lee Jung-tae 携手合作，研发出最新款锂电池，新的锂电池储电量达到 4 倍，电池续航力也多达两倍。
韩国研究团队采用全新的材料矽和硫制作电池阴阳极，最新的锂电池每公克可储存约 500 mAh 的电力，相较之下市面上的电池每公克则仅能储存 100-150 mAh 的电力。这代表电动车每充电一次即可跑 300 公里。新款锂电池在充、放电 1,500 回之后，电池容量只会萎缩 19%。也就是说，若用户每天充电一次，可稳定使用 4 年、不需更换电池;若将新款锂电池应用到智能手机，那么手机的重量可减少一半。
02
美合成出纳米新材料 导电性优于石墨烯
美国研究人员首次合成出层状2D结构的电子晶体，从而将这一新兴材料带入纳米材料“阵营”。研究人员表示，合成层状电子晶体导电性能甚至优于石墨烯，有望用于研制透明导体、电池电极、电子发射装置以及化学催化剂等诸多领域。
在新研究中，北卡罗莱纳大学教堂山分校应用物理和化学副教授斯科特·沃伦带领团队，用氮化二钙分子合成出只有几个纳米薄的2D单层电子晶体，还利用液体剥离技术设法让大量纳米单层电子晶体悬浮在溶液中，其中一种溶剂甚至能让氮化二钙纳米单层稳定悬浮一个月之久仍能维持很好的电学特性。
沃伦团队还通过实验证明，新2D纳米单层电子晶体具有与金属铝相当的导电性；透明度也很高，10纳米厚氮化二钙薄膜的透光率达到97%；其表面结也达到现有电子晶体中最高值。研究人员表示，这些特性将导致新材料在诸多领域的应用，比如开发高透明性导电薄膜；沃伦还在与本田公司合作，用这类新材料研制高级电池。
03
新型“智能”静电纺丝分离器 可防止锂电池燃烧
美国斯坦福大学的研究人员，制造了一种新型“智能”静电纺丝分离器，它具有热量触发机制，内部含有阻燃剂，可用于防止锂离子电池燃烧。
在这种结构中，阻燃剂包装在聚合物保护壳的内部，以防阻燃剂直接溶解到电解液中，从而给电池性能造成负面影响。当锂电池内部的热量过高时，聚合物保护壳会因为高温而发生溶解，释放出阻燃剂，从而有效抑制高度易燃的电解液发生燃烧。
结构和功能示意图
(A) 这个独立的分离器由超细纤维组成，具有“核壳”结构，阻燃剂位于核心，聚合物是壳。阻燃剂的包装在聚合物保护壳的内部，以防直接溶解于电解液中给电池电化学性能带来副作用。
(B) 当热量过高后触发，聚合物保护壳发生溶解，然后包装在内部的阻燃剂释放到电解液中，有效的阻止了电解液的点火和燃烧。
04
松下研发新型锂电池 厚度仅0.45毫米
松下这款柔性电池，厚度只有0.45毫米，电池容量相对较小。松下的研究员们决定放弃圆柱形结构的设计，不再让正负两极互相包裹，而是直接将电极堆叠在一个薄薄的矩形晶圆上。然后，将电池用一种特殊的延展性良好的铝制外壳包裹起来。这意味着这种新型电池的最佳应用场景是可穿戴的卡片式设备和物联网应用设备。松下从今年10月开始为潜在用户提供一些样品。这款柔性电池今后可以扩展出一些更便携的智能手机等小型设备。
05
康飞宇团队开发的微膨改性鳞片石墨负极材料、微晶石墨负极材料、低温负压解理石墨烯及石墨烯基导电剂应用技术成果达到了国际领先水平，实现了天然石墨及石墨烯在可快速充电和宽使用温度范围锂离子电池中的应用，推动了我国丰富的天然石墨资源深加工技术和锂离子电池材料技术的发展。
微晶石墨晶体小、近各向同性的结构使得以其制备的负极材料在循环寿命、快充快放两方面具有极为优异的表现，微晶石墨在材料成本上相比鳞片石墨的优势也保证了以微晶石墨制备的负极材料具备低成本的特点。而使用寿命短、充电时间长、成本高恰恰是制约动力电池及电动汽车产业发展的最大阻碍。微晶石墨负极材料技术将可解决动力电池产业发展的上述关键问题。
06
科学家剥离出超级电容器石墨烯复合膜
德累斯顿工业大学冯新亮教授，庄小东博士和中国科学院长春应用化学研究所牛利研究员合作制备了基于MXene和电化学剥离的石墨烯纳米复合物薄膜电极，并将其应用到传统的固态超级电容器和平面的微型超级电容器中。
该复合膜电极在组装成传统对称柔性超级电容器后，在0.1 A cm-3的电流密度时，其体积电容高达216 F cm-3，同时在2500次充、放电循环后，比容量仍能保持85.2%。另外，通过掩膜版喷涂溶液相的MXene/电化学剥离石墨烯墨水制备的叉指状微型超级电容器，在5 mV s-1的循环伏安扫描速度下，其面积电容和体积电容分别高达3.26 mF cm-2和33 F cm-3，这些性能指标高于目前大部分同类文献所报道的数值。
利用自制的电化学剥离装置制备出的电剥离石墨烯具有高产率，高碳氧比和高分散性等特点。该工作通过电极结构的优化设计，利用简单的方法制备了高性能的超级电容器电极材料，这为制备低成本、高效率的柔性储能器件开辟了一条新思路。
07
德国研发出低成本高性能钾离子全电池
德国伊尔姆瑙工业大学的雷勇教授课题组和上海大学的课题组合作，制备得到了一种低成本的染料纳米颗粒：普鲁士蓝。同时，利用其作为钾离子正极材料，首次匹配出高性能的钾离子全电池。低成本的普鲁士蓝染料做为钾离子正极材料的研究及其全电池的匹配设计，使得锂离子电池找到了更佳合适的替代者，这项研究为未来钾离子电池的研究和商业化应用提供了广阔的前景。
普鲁士蓝做为钾离子正极材料呈现出高的的放电平台(3.1–3.4V)，稳定的可逆比容量，其在50mA/g的充放电速率下，仍然有73.8mAh/g的循环比容量，且退化速率极慢仅有0.09%per-cycle。通过这种正极材料，首次设计匹配出了钾离子全电池，全电池在100mA/g的充放电速率下，可逆比容量高达68.5mAh/g，且具有长的循环寿命，其在50圈的充放电循环后仍保有93.4%的比容量。
08
西安交大电气学院电力设备与电气绝缘国家重点实验室郑晓泉教授课题组与美国斯坦福大学材料学院崔屹教授和麻省理工学院核工系李巨教授课题组共同合作，制备出具有高压实密度的SiTiO2结构硅负极全电池，实现了较传统石墨负极2倍的体积比容量（1100 mAh/cm3）和2倍的质量比容量（762 mAh/g）。
采用一种特殊方法在纳米硅负极外表面包覆一层人工的二氧化钛纳米层，合成出高机械强度的SiTiO2yolk-shell结构负极。原位TEM力学测试显示，其二氧化钛外壳的机械强度是无定形碳的5倍。经过实验测试，该Si@TiO2电极片可以承受高强度的辊压力以提高电极片压实密度，并且通过SEI的自修复，使Si的外表面形成一层致密的人工SEI+自然SEI，可以使稳定的库伦效率达到99.9%以上，满足工业化的应用标准，将有效的推动硅主体负极在电池工业中的商业应用。
锂电大数据
每日资讯|行业研究|行业交流|线下活动
联系客服
