• 与燃料电池类似,它们直接将化学物质转化为电能,而二次电池可以逆转反应。 • 但它们将化学物质储存在电极内部(液流电池除外) • 几个世纪以来,应用范围非常广泛,规模巨大! • 虽然方便,但对于大规模存储部署来说仍然相对昂贵。 • 在移动应用中也比理想重。 • 必须小心进行热管理,以避免热失控和火灾。
将研究重点放在高能量密度二次电池的探索上。锂金属阳极 (LMA) 被认为是下一代锂离子电池 (LIB) 有前途的替代阳极。2锂金属被称为“圣杯”阳极,具有 3,860 mA hg 1 的极高容量、低密度 (0.59 g cm 3) 和低电化学电位,导致令人印象深刻的重量和体积能量密度。第一代锂金属电池 (LMB) 可以追溯到 20 世纪 70 年代,当时 Whittingham 提出使用锂作为阳极,使用 TiS 2 作为阴极。3虽然 Li8TiS 2 电池表现出优异的能量密度和倍率性能,但不受控制的锂沉积会引发热失控和安全隐患。因此,对锂金属基二次电池的研究陷入停滞。随着表征技术的发展和对高能量密度器件的需求不断增长,人们提出了对锂金属负极失效机理和相关改进的全面理解。例如,Zhang 等人报道,枝晶会通过降低自热温度 (T 1) 来加速 Li 8 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 软包电池中的热失控。4
“通过全球联盟非洲,英国创新局与 FCDO 之间的合作在推动具有影响力的创新方面发挥了重要作用,这些创新通过诸如欣克利锂离子电池开放创新项目等举措实现。通过提供关键的专家支持和资金,这一合作伙伴关系促成了可扩展、可持续的二次电池使用和库存系统解决方案的开发。这些项目不仅满足了非洲对资源效率和清洁能源的需求,还建立了长期的全球伙伴关系和投资,以创造经济机会和环境效益。”
在先进塑料领域,尽管页岩油气压裂工艺中使用的聚苯硫醚(PPS)和聚乙醇酸(PGA)产品销售额增加,但用作锂离子二次电池粘合剂材料的聚偏氟乙烯(PVDF)和其他加工塑料产品销售额下降,导致收入和营业利润下降。在碳产品领域,高温炉隔热材料的销售额增加,导致该业务的销售额和营业利润增加。因此,先进材料部门的收入同比下降 22.0% 至 645.10 亿日元,营业利润同比下降 52.3% 至 48.37 亿日元。
MSE 4801. 替代能源和可再生能源材料。(3 学分)能源转换和存储系统概述 - 集中式和分布式发电到固定和动力电池;效率计算和热力学;电化学 - 一次电池和二次电池;燃料 - 化学、加工、杂质;燃烧、气化和电化学系统;材料要求;本体和表面特性;金属、陶瓷和高温合金;气体-金属相互作用;气体-液体-金属相互作用;发展趋势 - 合金化原理、涂层、包层;合金加工和涂层技术。入学要求:MSE 3001 和 3002 均可同时修读。查看课程(https://catalog.uconn.edu/course-search/?details&code=MSE%204801)
诺贝尔化学奖(2019年给予)公认的锂离子电池(LIB)技术是无化石全球电源的基础。其高度吸引人的特性,例如上等能量密度,功率密度,出色的速率能力和较长的周期寿命,使其在各种设备中有用,包括便携式电子,电动汽车,储能系统,机器人技术,军事设备,紧急系统和医疗设备[1-3]。自1991年首次亮相以来,现代Libs通过以每年7-8 WH/kg的速度提高能量密度来提高电池的性能[4]。实现“碳中立性”的普遍概念促进了锂离子电池的大量研究和开发,锂离子电池是领先的干净二次电池技术。
开发先进的可再生能源存储系统对于应对化石燃料使用量的增加至关重要。由于二次电池具有高能量密度和转换效率,因此优于其他储能技术(图 1)。近年来,二次锂离子电池因其在消费电子产品、医疗设备和电动汽车中的广泛使用而成为我们生活中不可或缺的一部分 [1]。然而,当前一代锂离子电池 (LIB) 在商用电动汽车中的应用受到其低能量密度(100-250 Wh kg -1 )和功率密度(250-400 W kg -1 )的限制 [2]。对于行驶里程为 500 公里的电动汽车,电池组级能量密度需要超过 350 Wh kg -1 [3]。在这方面,正在研究许多方法来通过使用高性能纳米结构电极材料来改善锂离子电池电化学的电化学性能。
