– Bio-oil production – Ensyn, NREL, and BioBTX – Lab-scale graphite production and coin-cell battery test – NCSU and NREL – Pilot-scale graphite production and pouch-cell battery test – Birla and BIC – Delay coker construction and installation – Equipment company, Ensyn, and NREL – Systems analysis: TEA and LCA – NCSU and Yale – Project consultant
基于这些特性,金属和金属合金被用作承重植入物。其中,钴铬合金、不锈钢、钛和钛合金被广泛用于多种生物医学应用。特别是,钛及其合金的弹性模量接近骨骼,密度低于钴铬合金和不锈钢。[2,3] 此外,与纯钛相比,钛合金具有更高的机械性能,使其特别适合用作骨科和创伤植入物。然而,钛和钛合金被认为是生物惰性材料,即它们不会与人体周围组织发生化学或生物反应。[4] 此外,涉及钛合金(即 Ti6Al4V 合金)的腐蚀现象会导致释放对人体有害的 Al 和 V 合金。为了促进植入物与现有人体骨组织的骨整合,从而优化装置的整合,在植入物表面生长涂层可能是一种合适的方法。尤其对于钛和钛合金,火花阳极氧化是一种合适的技术,可在基体上生长出牢固粘附的多孔陶瓷涂层,最大限度地减少可能导致骨溶解的剥落现象。在此背景下,已研究了多种策略来增强钛合金的生物活性,从而增强其骨整合。[5–7] 文献中有充分的证据表明,羟基磷灰石 (HA,Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) 的存在可以增强外来生物材料的骨整合,因为它与硬组织和软组织具有很高的生物相容性。[8] 因此,诱导 HA 的结合或生长已被证明是提高材料生物活性的一种好策略。例如,这可以通过电化学转化涂层工艺(如火花阳极氧化)通过精确调整操作条件(形成电压、电解质浴成分等)来实现。 [3,9,10] 此外,Ti6Al4V 合金表面生长一层厚的阳极氧化层可以提高其耐腐蚀性能
第一个周期的差异在用石墨作为阳极和用硬碳作为阳极的阳极和Na-ion电池之间的不可逆损失
−1 ) 被称为储能系统的“圣杯”,如果能够实现实用装置,它将取代锂离子电池成为下一代高容量电池。然而,只有少数研究关注电池在环境空气中的性能和反应,这是推动 LAB 实际应用的一大障碍。在这里,我们总结了 LAB 的最新研究进展,特别是关于锂金属负极的研究进展。详细讨论了锂金属负极在环境空气下的化学和电化学劣化,包括充放电过程中涉及正极和电解液的寄生反应。我们还提供了保护锂金属负极的稳定性观点,并提出了实现高性能 LAB 的设计原则。
摘要:锂离子电池(LIB)技术支持的电源被认为是最适合公共和军事用途的电源。电池质量始终是一个关键问题,因为电动发动机和便携式设备将功率耗尽算法用于安全性。对于在公共应用中实际使用LIB,低热量产生和快速充电是必不可少的要求,但是到目前为止,这些功能仍然不令人满意。尤其是,在快速充电条件下,慢速LI +插入动力学,锂镀层和自热生成常规的石墨阳极液体是障碍,这是公众需求对这些电池使用的障碍。使用基于硅的阳极与快速反应动力学和快速LI +扩散有关,具有在不久的将来呈现适合公共使用的LIB的巨大潜力。从这个角度来看,强调了开发基于硅的阳极材料来实现具有快速充电能力的LIB的挑战。
对应物,由于它们在相同浓度下每个原子释放更多电子的能力。7钙(Ca/ca 2+; 2.87 V与标准氢电极(She))的降低潜力略高于锂(li/li+; 3.04 v vs. she)的潜力略高,但仍比比较多价离子(例如铝(例如al/al/al 3+; 1.68 V vs. vsshe; 1.68 v vs. vsshe)和Magnesium(Mg; 1.68 v vs.she)和Magnesium(mg/mg/mg 2 v. vs.2.36)低得多。8,9这意味着钙可以在与锂的电压类似的电压下执行。钙另外具有2073 mA H CM 3的理论容量,类似于锂的钙容量,但低于镁(3832 mA H CM 3)和铝(8046 mA H CM 3),尽管它们的负降低势更低,导致其细胞电压较低。10–12钙具有比镁(Ca 2+;0.99Å,mg 2+;0.66Å)更大的有效离子半径,同时携带等效电荷,这可能会促进电极中较低的电荷密度,但比其他金属离子离子替代品的功率密度相对较高。13此外,钙具有较弱的电荷密度,与溶剂的配位较弱,而不是镁的动力学能力。14在审查可行的金属离子选项时,必须考虑地球丰度,因为它可以透视某些电池研究途径的寿命和可用性。铝含量最高的可行载体(8.13 wt%),其次是钙(3.63 wt%),钠(2.83 wt%),钾(2.59 wt%),岩浆(2.59 wt%),岩浆(2.09 wt%)和LITHIUM(0.09 wt%)和LITHIUM(0.09 wt%),0.000065 WT%)。15钙的含量较高,使其成为强大且可行的选择。钙离子电池(CIB)没有看到与钾和钠离子相同的成功,这是由于当前使用的电解质的性能不佳,Ca 2+在阴极材料中的互动不佳,低工作伏特(O 2.0 V)和钙金属的Anodic
可充电电池正在加速从化石燃料到可再生能源的过渡。考虑到所需的大量电池材料,材料和流程中的可持续性是最重要的。在各种下一代电池化学中,锂离子蝙蝠(ALIBS)在本质上是安全的,即使是在高功率密度下,也可以在基于非水溶液的锂离子细胞的现有生产过程中实施。例如,正如Li等人首先提出的,[1] ALIBS是含有有机溶剂的常规电池的可持续替代品,因为水性电力是环保的,不可易受的,并且不可易受的。虽然需要认真解决锂开采的道德问题和环境影响,但水溶液的离子电导率较高,可以为Alibs提供更具吸引力的快速充电能力。然而,水的狭窄电化学稳定性窗口(ESW)为1.23 V极大地阻碍了其水力电解,导致水电解会导致氢进化反应(HER)和氧气
摘要:锂离子电池(LIBS)已成为可移植设备和运输设备的首选电池系统,因为它们的特定能量很高,良好的循环效果,低自我放电以及缺乏记忆效应。但是,过度低的环境温度会严重影响LIB的性能,在-40〜-60°C下几乎无法排放。有许多因素影响Libs的低温性能,最重要的是电极材料之一。因此,迫切需要开发电极材料或修改现有材料以获得出色的低温LIB性能。基于碳的阳极是在LIBS中使用的候选者。近年来,已经发现,石墨阳极中锂离子的扩散系数在低温下更明显地降低,这是限制其低温性能的重要因素。但是,无定形碳材料的结构很复杂。它们具有良好的离子扩散特性,晶粒尺寸,特定的表面积,层间距,结构缺陷,表面官能团和掺杂元件可能会对其低温性能产生更大的影响。在这项工作中,通过从电子调制和结构工程的角度修改基于碳的材料来实现LIB的低温性能。
蓬勃发展的电动汽车 (EV) 行业对具有更高能量密度和更高安全性的二次电池的需求日益增加 [1,2]。在传统锂离子电池 (LIB) 中,石墨由于其低还原电位、优异的可逆性和高电子/离子电导率而长期被视为一种良好的负极材料 [3-5]。然而,延长电动汽车每次充电的行驶距离需要将能量密度提高到超出商用 LIB 的范围。沿着这个方向,新型负极材料和结构的开发引起了业界的广泛关注 [6-9]。特别是从电池配置的角度来看,无负极结构被认为是最合适的能量密度结构,因为不需要活性材料可以最大程度地减小电极体积。请注意,人们已经通过修改集流体或设计电解质在 LIB 中研究了无负极系统 [10-13]。在安全性方面,与传统内燃机相比,电动汽车电池组中电池串联密集排列所带来的火灾隐患更难解决。点火后,电动汽车电池组容易起火,并迅速蔓延到周围的电池组和其他配件 [14],因为相邻电池组中的电池很容易满足点火的三个条件:氧气、热量和燃料。由于将氧气和热量从电池系统中排除几乎是不可行的,因此人们的注意力自然而然地集中在商用 LIB 中的易燃电池组件上,即碳酸盐基液体电解质。这就提出了一个问题 [15]:能否在不牺牲关键电化学性能的情况下将这些电解质替换为不易燃的电解质?对解决这一问题的需求不断增长,导致了全固态电池 (ASSB) 的出现