摘要 合金材料(如硅、锗、锡、锑等)具有高容量、合适的工作电压、地球资源丰富、环境友好和无毒等特点,是下一代锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)有前途的负极材料。虽然最近报道了一些有关这些材料的重要突破,但它们在合金化/脱合金过程中剧烈的体积变化会导致严重的粉碎,从而导致循环稳定性差和安全风险。虽然合金的纳米工程可以在一定程度上缓解体积膨胀,但仍存在其他缺点,例如初始库伦效率和体积能量密度低。由纳米颗粒和纳米孔组成的多孔微尺度合金继承了微米和纳米特性,因此多孔结构可以更好地适应锂化/钠化过程中的体积膨胀,从而释放应力并提高循环稳定性。本文介绍了多孔材料的最新进展
在发生爆炸或任何其他可能危害您生命的情况的情况下,请勿将电池放入水或火灾中。请在安装时正确连接电线,请勿反向连接。为了避免短路,请不要在同一设备上与导体连接正极和负极。请避免对电池的任何形式损坏,尤其是刺伤,击打,践踏或罢工。在卸下设备或在日常使用过程中重新连接电线时,请完全关闭电源,或者可能导致电击的危险。请使用干粉灭火器在遇到火灾危害时熄灭火焰,液体灭火器可能会导致爆炸的风险。为了您的安全,请不要在任何情况下任意拆除任何组件。维护必须由授权的技术人员或我们公司的技术支持实施。由于未经授权操作而导致的设备故障将不在保修中。
近年来,固态电池(SSLB)因其通过用不易燃的固体电解质替代液体电解质来解决安全问题而受到广泛关注。理论上,具有高模量的固态电解质有望抑制枝晶的生长和渗透。此外,电化学稳定的固态电解质使高压正极与金属负极集成成为可能。层压配置允许双极结构和高度堆叠的单元电池。因此,固态电池还能够提高能量密度。然而,与 SSLB 开发相关的几个关键问题仍然存在,包括高稳定性固态电解质的制备、长寿命循环稳定性的提高、高级表征、界面化学的研究、高能量密度的实际实现、失效机制的分析以及与当前工业技术的兼容性。因此,本期特刊旨在收集与固态电池相关的最新研究、评论和观点。
与 LIBs、镍氢和锂离子电池相关的其他材料(如钴、钒、锂、石墨、镧、铈、镨和钕)属于欧盟列出的关键原材料 (CRM) 类别(欧盟委员会,2020 年)。它们不含铅或镉等对环境有害的重金属。然而,LIBs 含有几种对环境有危害的成分,不符合可持续性和绿色化学原则的标准。在这方面,人们不断寻找具有高容量和能量密度的新型活性电极材料。石墨 (Gr) 因其高库仑效率和良好的循环稳定性而被广泛用作商业 LIBs 中的负极材料。 5 然而,由于 Gr 的理论容量低至 372 mA hg − 1 且倍率性能较差,因此无法满足提供高能量(存储)容量和高功率密度的高性能 LIB 的迫切需求。6,7 此外,Gr 也是欧盟 (EU) 列为 CRM 的主要原材料。7
1 选择合适的安装地点。请参阅第 2 页的选择安装地点。对于太阳能安装,选择一个在白天任何时候都不会被太阳遮挡的电源和太阳能电池板的地点也很重要。2 在南半球,将太阳能电池板朝向正北,在北半球,朝向正南。3 倾斜电池板,使其直接面对冬季正午的太阳。如有必要,为提高效率,可在一年中的不同时间调整倾斜角度。4 正确放置太阳能电池板后,将电源连接到电池板后部。或者,将电源安装在栅栏柱上。使用本手册封底内侧印刷的模板。5 将栅栏接地端子(黑色)连接到接地系统。6 将栅栏低输出(黄色)或栅栏高输出(红色)端子连接到栅栏。请参阅第 3 页的 Energizer 围栏输出端子。7 将 + (红色)激励器夹子连接到电池的正极,将 - (黑色)激励器夹子连接到电池的负极。
本应用说明介绍了一种设备,该设备最初设计用于解决在仅有正电源可用时需要负电源的特定问题。这种情况非常常见,例如,在使用动态 RAM 的系统中,三电源设备需要大约 -5V 的低电流体偏置电源。在具有大量数字逻辑(+5V)但包含使用 A/O 转换器(例如 ICL7107 或 ICL7109 和/或运算放大器和比较器)的小型模拟部分的系统中,也需要负电源电压,这些模拟部分以接地参考信号为基准。在所有这些情况下,电流要求和调节都不是很苛刻,但尽管如此,产生这样的 -5V 电源通常成本高昂且效率低下。通常,需要大量分立和集成电路元件来将公共 +5V 线转换为负极线,或向主电源、背板布线等添加额外输出。
随着锂离子电池 (LIB) 在各种应用中的消耗量不断增加,开发锂离子电池的需求也日益增长。在这方面,关注具有适合 LIB 性能的材料非常重要。使用这些材料,电池的储能容量、循环寿命、重量和老化电池的回收利用有望得到改善。最近,共价有机骨架 (COF) 因其多孔性和优异的物理和化学稳定性等众多特性,在 LIB 的正极、负极、电解质和隔膜中显示出巨大的应用前景。本综述讨论了 COF 在下一代 LIB 中的应用。首先,介绍了 LIB 的主要成分、工作原理和特点。然后,讨论了 COF 的优点、应用和合成方法。最后,重点介绍了 COF 根据主要特点和相关挑战在 LIB 各个部分中的应用。在这篇评论中,我们专注于通过引入和开发COF作为新一代储能应用材料来改进电池,以克服当前的局限性并为当前的LIB提供有前途的替代品。
图 1.2:典型的集装箱式电池储能设施 1.2 电池组件和辅助基础设施 通常,BESS 由多个电池单元组成,这些电池单元组装在一起形成模块。每个电池单元包含一个正极、一个负极和一个电解质。一个模块可能由数千个协同工作的电池单元组成。模块通常包装在集装箱内(类似于集装箱),这些集装箱在交付时已预先组装好,以运送到光伏站点(图 1-3 显示了其中一个集装箱的内部)。将有许多这样的集装箱并行运行,以将系统的总存储容量增加到所需的容量。辅助基础设施可能包括: • 电池室; • 逆变器; • 开关设备室; • 监控和数据采集 (SCADA) 设备; • 热管理系统。 • 防火装置 • BESS 和 WEF 变电站之间的 MV 电缆(地下或架空) • 电源转换器 • HV/MV 开关设备 • BESS 周围可能的防火带
三重四极杆质谱仪是生物分析 LC-MS/MS 的黄金标准。SCIEX 7500 系统通过关键硬件功能提供增强的正极和负极灵敏度,从而最大限度地提高离子的生成、捕获和传输。快速极性切换(5 毫秒)和高达 6 个数量级的线性动态范围 (LDR) 使 SCIEX 7500 系统成为生物分析的首选三重四极杆质谱仪。高分辨率质谱仪 (HRMS)(例如四极杆飞行时间 (QTOF) 仪器)由于其更高的选择性、更高的质量分辨率和 TOF MS/MS 数据分析的灵活性,越来越多地被用于定量生物分析。从历史上看,QTOF 平台的定量性能受到占空比问题的限制(传统 QTOF 系统的典型占空比 < 30%)。ZenoTOF 7600 系统具有 Zeno 阱,可将占空比提高到 ≥90%。采样效率的提高对于需要高灵敏度的定量工作流程非常有利,并有助于维持
开发宿主材料已被认为是一种潜在的对策,可以避免锂金属负极 (LMA) 的固有缺陷,例如不受控制的枝晶生长、不稳定的固体电解质界面和有限的体积波动。为了实现适当的锂容纳,特别是自下而上的锂金属沉积,包括亲锂性和/或导电性的宿主材料梯度设计近年来引起了广泛关注。然而,对于这个快速发展的主题,仍然缺少批判性和专门性的综述。在这篇综述中,我们试图全面总结和更新指导锂成核和沉积的相关进展。首先,讨论了有关锂沉积的基本原理,特别关注宿主材料的梯度设计原理。相应地,系统地回顾了在亲锂性、导电性及其混合方面创建不同梯度的进展。最后,提供了面向实用 LMA 的先进宿主材料梯度设计的未来挑战和前景,这将为未来的研究提供有用的指导。