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锂硫电池投稿哪些期刊

发布时间:2024-07-02 20:18:46

锂硫电池投稿哪些期刊

动力电池技术正在发生一场深远的变革,磷酸铁锂电池、三元锂电池之后,四元锂电池也在本月驶入产业视线内。

2020年3月4日,通用的“EV week”活动上,通用与它的合作伙伴LG化学一同推出一款新的电池产品Ultium。

▲通用新电池Pack

这款产品的核心并不是被外界吹得神乎其神的电池包技术,其关键在于,Ultium电池的电芯将会使用LG化学最新研发的NCMA四元锂电池。

这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态。

可以认为,NCMA四元锂电池解决了当下三元锂电池面临的诸多疑难杂症。

与NCM/NCA三元正极材料相比,NCMA四元正极材料在多轮充放电循环后,H2-H3(指正极材料微裂纹增加到难以复原的状态,引起电池内部参数变化)的不可逆相变电压保持稳定,材料内部微裂纹较少,正极材料中过渡金属的溶解情况不明显。同时,NCMA正极材料的放热峰值温度也更高,热稳定性更强。

值得注意的是,NCMA四元正极材料中,成本最为昂贵的钴元素,含量从NCA/NCM 622中的20%下降至5%,成本进一步降低。按照LG与通用公布的数字,NCMA四元电池的量产成本为100美元(约合人民币694元),而此前,LG化学NCM 622的量产成本约为148美元(约合人民币1027元)。

高能量密度、高稳定性、低成本,原本在NCA/NCM三元锂电池上难以同时实现的特性,在NCMA四元锂电池上达成,对于动力电池产品而言,NCMA的量产将会掀起一股技术路线升级的浪潮。

在这股浪潮之中,上游矿业与中游材料商向下游提供的产品必须快速迭代,动力电池企业的技术路线也必须做出新的选择,而新能源整车厂则需要为新的电池技术进行车型的适配,整个新能源产业链都将受到巨大的影响。

一、解密NCMA电池技术原理 已成高能量密度电池有效解决方案

NCMA四元锂电池并不是一项全新的动力电池技术。

从材料构成上来看,这一技术是基于目前两大主流三元锂电池体系NCM与NCA混合而成。

而从电池结构上来看,它也并不像固态电池、锂硫电池、锂空气电池一样对电池主体结构进行改变。

但这项技术却有引领三元锂电池迈向下一个阶段的潜力。

▲通用与LG合作的电

从本质上来看,所谓NCMA四元锂电池,就是使用了NCMA四元正极材料的电池体系。

其原理,是在原本的NCM三元正极材料中混入微量的过渡金属铝,形成四元正极,以保证在正极富集镍元素的同时,电池的稳定性与循环寿命不受影响。

在这一转变过程中,原本NCM三元体系的Li[Ni-Co-Mn]O2正极材料体系变成了Li[Ni-Co-Mn-Al]O2(正极材料的化学构成发生了改变)。

过渡金属铝元素的加入所形成的Al-O化学键强度远大于Ni(Co,Mn)-O化学键,从化学性质上增强了正极的稳定性,进而使得NCMA四元电池H2—H3不可逆相变的电压在经过多次循环后仍然保持稳定状态,且Li元素在正极的脱嵌过程中不易释放氧元素,减少了过渡金属的溶解,提升了晶体结构的稳定性。

而稳定的晶体结构则减少了充放电循环过程中,正极材料微裂纹的形成,正极阻抗的上升速度得到抑制。

与此同时,有研究表明,NCMA的正极材料放热峰值反应温度为205摄氏度,高于NCA正极材料的202摄氏度与NCM正极材料的200摄氏度,这意味着NCMA正极材料的热稳定性更加优秀。

这一特性对于目前动力电池正极高镍路线而言十分关键。

随着电动汽车续航里程的市场需求从早期的300公里不到,到如今的600+公里,三元锂电池的能量密度不断推高,高镍路线不断明确。

▲使用新型电池的Model 3续航将接近600公里

现阶段NCM/NCA 811三元锂电池中,正极的活性物质镍元素的摩尔比已经超过了8成,这一类电池被称为8系三元锂电池。

而在8系三元锂电池之后,镍元素含量超过90%的9系三元锂电池正在蓄势待发。据高工锂电报道,知名锂电材料供应商格林美目前已经完成了镍元素摩尔比例分别达到90%、92%、95%的Ni90、Ni92、Ni95等三元前驱体材料的研发与量产。

不过,看似美好的技术前景背后,隐忧也在不断浮现。

有研究表明,随着三元锂电池正极材料中镍元素的富集,电池的容量保持能力与热稳定性出现了下滑。

当NCM三元锂电池正极的镍含量超过60%,NCA三元锂电池正极的镍含量超过80%,在经过一定次数的循环后,电池正极材料中的微裂纹显著增加,电极阻抗增大,正极开始向电芯中析出大量的氧气。

这一现象直接导致了高镍三元锂电池容量的快速衰减与安全隐患的增加,近年来不断出现的电动汽车自燃事故大多与动力电池的安全隐患有关。

无论是改良电池包形态,还是调整电池管理系统,对于这一情况的缓解都只是杯水车薪。在这样的节点上,动力电池产业开始从材料出发,摸索更具前景的动力电池解决方案。

NCMA四元锂电池正是在这一过程中诞生的技术方案,其稳定的理化结构能够支撑起动力电池未来的高镍路线。

同时,相对廉价的铝元素的混入,大幅减少了动力电池正极中昂贵的钴元素的含量,对于动力电池的降本也十分有效。

无论是技术路线,还是市场层面,NCMA四元锂电池的未来前景都十分广阔。可以认为,四元锂电池是全固态电池诞生之前,最具变革意义的电池技术,动力电池新一轮的技术浪潮将由此开启。而在这轮浪潮中,率先拿出四元锂电池成品的通用与LG无疑是领先了一步。

二、韩国电池专家证明NCMA电池三大优点

目前,韩国汉阳大学锂电专家Un-Hyuck Kim已经通过实验,证明了NCMA四元锂电池在高镍技术路线上的优异性能。

2019年4月2日,Un-Hyuck Kim团队在美国化学学会期刊(ACS)上发表了一篇名为《锂离子电池四元分层富镍NCMA正极》的论文。

论文从容量衰退情况、H2-H3的不可逆相变电压变化情况、正极颗粒微裂纹情况、锂离子脱嵌时氧的释放情况以及热稳定性等五个方面对比了镍含量90%左右的NCM、NCA、NCMA正极材料的性能。

1、NCMA四元锂电池容量衰退情况不明显

为防止实验出现误差,Un-Hyuck Kim团队对2032组电池进行了对照试验。

▲电池容量衰减对比实验数据

在30摄氏度,0.1C的实验条件下,这些电池被置于2.7V-4.3V的电压之间进行循环的初始充放电测试。

其中,镍含量90%的NCM90电池拥有229mAh/g的初始放电容量,镍含量89%的NCA89与NCMA89则分别拥有225mAh/g与228mAh/g的初始放电容量。

可以发现,三种高镍电池的初始放电容量非常接近,但在经过100次充放电循环后,NCMA89电池的放电容量下降至原先的90.6%,而NCM90与NCA89的放电容量则分别下降至原先的87.7%、83.7%。

而在同样温度、同样电压的情况下,将放电倍率提升至0.5C,再对同样(全新)的电池组进行试验。

在经历100次循环后,NCMA89、NCM90、NCA89的放电容量分别下降至原先的87.1%,82.3%和73.3%。

为更接近实际情况,Un-Hyuck Kim团队将电池置于25摄氏度、1C、3.0V-4.2V的环境中又进行了1000次的充放电实验。

这次的结果是,NCMA89电池维持了84.5%的初始容量,NCM90电池与NCA89电池的容量分别下降至初始的68.0%和60.2%。

由此可见,NCMA四元锂电池在高镍路线上的稳定性远优于NCM与NCA三元锂电池,越是接近实际的使用情况,这一优势也越发明显。

2、NCMA四元锂电池结构更加稳定

电池容量的衰减在正极材料这一块,主要体现在H2-H3的不可逆相变与正极材料微裂纹方面。

▲三种电池H2-H3不可逆相变情况

所谓H2-H3的不可逆相变,主要是用来体现正极晶格的变化与锂离子嵌入、脱嵌过程的可逆性(氧化还原峰)。

H1-H2的过程通常是可逆的,而一旦电极出现H3相,则是出现了不可逆的变化,锂离子嵌入与脱嵌的能力都会有所损失,当电压超过一定值,亦或放电倍率达到一定的倍率,H3相便会出现。

因此,对电池性能的考量会体现在出现H3不可逆相变的电压数值变化与氧化还原峰的变化上。

通过对NCMA89、NCA89、NCM90三类电池进行100次的充放电循环测试,Un-Hyuck Kim团队发现,只有NCMA89的H2-H3不可逆相变的电压几乎维持在了初始的状态,而NCM90与NCA89电池的H2-H3不可逆相变的电压均出现了不同程度的下滑,氧化还原峰下降。

即是说,在多次的循环中,NCA与NCM正极材料的电池更容易出现H3相,可逆性出现下滑。

在正极材料的微裂纹方面,不同材料的属性也有所不同,但微裂纹的出现将会影响电极的阻抗,一旦阻抗增大,对于电池的电流充放都会造成影响。

▲三种电池正极材料微裂纹情况,上下两排图片从左至右依次是NCA89电池、NCM90电池、NCMA89电

上文描述中已经提到,NCMA89电极较难出现H2-H3的不可逆相变,其具备较强的机械稳定性。Un-Hyuck Kim团队的实验也证明了这一点,在多次充放电循环后,NCMA89电池正极材料的微裂纹明显少于NCM90与NCA89电池。

除此之外,锂离子脱嵌过程中释放的氧也会溶解过渡金属,导致正极材料结构不稳定。

Un-Hyuck Kim团队通过密度泛函理论(DFT)对NCMA89、NCM90、NCA89电池的氧空位能进行了计算,发现三者的氧空位能分别为0.80eV、0.72eV和0.87eV。

从这一数值可以看出,Al-O化学键稳定的NCA89电池最不容易发生氧的释放,NCMA89电池同样较为稳定,而NCM90电池氧的释放所需要的能量最少,最容易导致正极材料结构发生变化。

3、NCMA正极材料热稳定性更强

考虑到电极材料的热稳定性对于电池安全的影响也极为重要,Un-Hyuck Kim团队还采用差示扫描量热法(DSC)对正极材料放热反应的峰值温度进行了测量。

测量结果显示,NCA89电池正极放热反应的峰值温度为202°C,发热量为1753J/g,而NCM90电池正极显示的峰值温度为200°C ,发热量为1561J/g。相比之下,NCMA89电池的正极放热反应峰值温度为205°C,而发热量仅为1384J/g,NCMA四元锂电池的热稳定性明显优于另外两类电池。

综合多次充放电循环后的容量衰退,H2-H3的不可逆相变、正极材料微裂纹、锂离子脱嵌时氧的释放情况以及热稳定性等五个方面的测试,Un-Hyuck Kim团队最终证明了NCMA正极材料在高镍路线上的优异表现。

三、NCMA正极材料短期量产成本较高 但长期成本更优

但现阶段的NCMA四元锂电池并非完全没有缺点,首先,NCMA四元锂电池的核心——正极材料的制备工艺要比NCM与NCA电池更为复杂。

Un-Hyuck Kim团队在2019年3月发布于Materialstoday的论文《成分与结构重新设计的高能富镍正极,用于下一代锂电池》。

▲Un-Hyuck Kim团队发布的论文

论文中提到,NCMA正极材料的制备步骤大致可分为六个阶段:

1、使用硫酸镍溶液与硫酸钴溶液通过共沉淀法制备球形NC-NCM[Ni 0.893 Co 0.054 Mn 0.053 ](OH)2前体,用作制备[Ni 0.98 Co 0.02 ](OH)2的起始材料,并加入间歇反应器。

2、在惰性气体(氮气)环境下,连续在间歇反应器中加入特定量的去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化氨溶液,同时,将定量的氢氧化钠溶液与足量的氢氧化氨溶液(螯合剂)泵入反应器。

3、在合成过程中,最初形成的[Ni0.98Co0.02](OH)2颗粒逐渐变成球形。

4、为构建NC-NCM结构,将定量的硫酸镍溶液,硫酸钴溶液与硫酸锰溶液(Ni:Co:Mn=80:9:11,摩尔比)引入反应器,制成[Ni 0.80 Co 0.09 Mn 0.11](OH)2,通过调整原料用量,最终获得[Ni 0.893 Co 0.054 Mn 0.053 ](OH)2粉末。

5、将粉末过滤,洗涤,并在真空110摄氏度的环境下干燥12小时。

6、为了制备Li [Ni 0.886 Co 0.049 Mn 0.050 Al 0.015 ] O 2,将前体([Ni 0.893 Co 0.054 Mn 0.053 ](OH)2)与LiOH·H 2 O和Al(OH)3 ·3H2O混合,并在纯氧730摄氏度环境下煅烧10小时。

如果是进行NCM正极材料的制备,可以省去步骤6中加入铝的步骤;而如果是进行NCA正极材料的制备,则可以省去步骤4。

因此,NCMA正极材料的生产工序要比NCM与NCA正极材料的生产工序都更复杂,其短期生产成本必然会更高。

与此同时,铝的用量也需严格控制,用料过多或过少都会影响电池的能量密度,并使稳定性出现衰减,这一工序的引入对生产工艺无疑提出了更严格的要求。

但从长期的角度来看,铝的引入减少了钴的使用,以LG化学与通用合作的Ultium电池为例,该电池中钴元素的含量减少了70%。

而这一情况则能够降低动力电池的生产成本,据了解,2019年7月钴湿法冶炼中间品进口均价19707美元/吨(约合人民币13.7万元/吨),而良品铝矾土的价格大约在1200元/吨。

生产工艺的复杂或许会短暂延缓NCMA电池占领市场的脚步,但长期的利益还是会驱使动力电池厂与车企使用NCMA四元锂电池。

四、NCMA电池2021年量产 材料商、电池厂、整车厂纷纷布局

目前来看,虽然NCMA仍处于产业化的初期,但已经有多家公司进入这一领域进行布局,从公司属性来看,可以分为三类玩家:锂电材料供应商、动力电池企业、整车厂。

1、锂电材料供应商

根据公开信息,锂电材料供应巨头Cosmo AM&T、格林美已经率先在这一领域进行布局。

Cosmo AM&T是LG化学NCMA四元锂电池正极材料的主要供应商,该公司表示,其目前正在研究NCMA高镍正极材料,其中镍含量达到92%,正极能量密度为228mAh/g。

该公司预计会在2021年实现四元正极材料的量产,在量产后会首先与LG化学进行验证,不过该公司在正极材料方面也与三星SDI达成了合作,因此也很可能会向三星SDI供应NCMA正极材料。

而格林美日前在回答投资者提问时也曾透露,公司完成了四元正极材料的研发与量产工作,正在与客户进行吨级认证。

除此之外,企查查显示,美国新能源材料初创公司林奈新能源在中国的分公司申请了四元正极材料的专利,并于2019年2月5日公开了公告。

2、动力电池企业

目前布局NCMA四元锂电池的动力电池企业主要是中韩电池企业。

在中国动力电池企业中,国轩高科与蜂巢能源率先进行了四元锂电池的布局。

蜂巢能源在2019年7月的发布会上发布了NCMA四元锂电池产品,据了解,该产品自2018年3月在蜂巢内部立项,经历了16个月的研发得以面世。

▲蜂巢能源发布会

但目前,蜂巢能源还不具备四元锂电池的量产能力,蜂巢能源总经理杨红新表示,该公司会在2019年第四季度完成NCMA四元正极材料的产能布局,初期产能每年100吨。而到2021年,蜂巢能源就会正式量产NCMA四元锂电池。

国轩高科则没有这么高调,企查查信息显示,2016年,国轩高科申请了两款四元锂电池的制备方法专利,两项专利分别于2018年与2019年获得发明授权。

但国轩高科的技术路线相对小众,其申请的是NCAT(镍钴铝钛)与NCMT(镍钴镁钛)正极材料的制备专利。

宁德时代暂时没有对外宣布会进行NCMA电池的研发,但考虑到格林美是其正极材料的供应商之一,因此宁德时代同样有可能在暗中进行NCMA电池的研发工作。

韩国电池企业中,LG化学率先宣布将会量产NCMA四元锂电池,并将其运用到与通用合作的Ultium电池组中。Lg化学表示,这款电池的能量密度将会达到200mAh/g(并未透露是否是电芯能量密度)。

3、整车厂

目前明确表态将使用NCMA四元锂电池的整车厂只有通用一家,该公司在3月4日开幕的“EV week”上公布了与LG化学合作研发电池的项目,而该项目的核心就是NCMA电池与Ultium电池组技术。

据了解,通用将会在其最新的电动汽车平台上使用该电池,为不同的车型提供50kWh-200kWh的电池组,电池组的成本将会下降至100美元/kWh(约合693元/kWh)。

▲通用全新电动车平台

如果计划顺利,通用未来3年将会推出20款电动汽车,并在2025年达到100万辆电动汽车的销量。

一旦通用借助NCMA电池实现了电动化的成功转型,各大车企也会争相进行效仿,布局NCMA四元锂电池的车企将会大量增加。

锂电材料商、动力电池企业、整车厂三方入局,意味着NCMA四元锂电池方案很有可能会成为未来动力电池的备选方案之一。

如果顺利实现大规模商用,这一产品将会对上游矿业、中游动力电池企业、下游整车厂造成影响。

对于上游矿业而言,钴矿需求量大幅减少,一度处于高位的钴价有可能出现大幅下滑。

对于动力电池企业而言,新一轮技术的迭代将会为头部动力电池企业带来福利,谁先布局的企业将能够抢占第一拨市场,而晚布局的企业则可能面临落后或是被淘汰的情况。

对于整车厂而言,NCMA四元锂电池由于减少了钴的用量,成本大幅降低,车企生产电动汽车的成本压力下降。并且NCMA电池拥有更加优秀的循环寿命与稳定性,电动汽车产品的可靠性将会得到提升。

结语:四元电池时代将至?

通用与LG合作的四元锂电池很有可能会掀起一轮动力电池的产业变革,对比NCM/NCA三元锂电池产品,四元锂电池有着循环寿命更长、安全性优秀、成本更低等优点。对于车企和电池厂而言,这些优点意味着四元锂电池是一个难以拒绝的选项。

但不到大规模量产,四元锂电池的命运尚且无法盖棺定论,三元锂电池后续的发展路线众多,且新的技术在生产工艺、材料等方面均有变革。

单从材料来看,镍锰酸锂“无钴”电池、锂硫电池、锂空气电池都是成为四元锂电池的潜在竞争者,这些电池产品对比目前的三元锂电池同样有着不小的性能优势。

只能说,四元锂电池是目前相对而言接近量产的三元锂电池替代方案,后续情况仍需持续观望。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

1、electrochimica acta 3.777\x0d\x0a偏重的研究方向 电化学(2) 电容器(1) 电化学传感器(1) 纳米电镀(1) 电极材料(1) 电分析(1) 锂电池(1) 纳米材料(1) 电沉积(1) \x0d\x0a审稿速度 平均1.44个月的审稿周期 \x0d\x0a投稿平均命中率为 :60.71% \x0d\x0a\x0d\x0a2、journal of solid state electrochemistry 2.279\x0d\x0a发表时间过长,算起来从投稿到网上先行发表,大约用了半年时间。 要有创新性,如果已经在较高档次文章的通讯上(如前面的Chem. Commun.)发表了,再将详细的研究论文发在该刊上应该是比较容易了。\x0d\x0a\x0d\x0a3、biosensors & bioelectronics 5.437\x0d\x0a偏重的研究方向 传感器(1) 电化学分析(1) Electrochemestry(1) Biosensor(1) \x0d\x0a审稿速度 平均1.6个月的审稿周期 \x0d\x0a投稿命中率 投稿平均命中率为 :31% \x0d\x0a【投稿方式】Online Submission \x0d\x0a【投稿费用】免费。彩色图片是否需要花钱不清楚。 \x0d\x0a【投稿感受】简称为BB,是elsevier旗下的一本月刊杂志,主要刊登生物传感器相关领域的工作,尤以电化学传感器居多,检测对象最喜欢的则是葡萄糖(glucose biosensors),中国人投的比较多。近两年影响因子直线上升,05年3.463,06年4.132,07年已升到5.061。读研以来,我共投过此期刊三次,第一次被拒,后两次均小改后接受。审稿时间一般为两个月左右,投稿后状态变化一般为“Submitted to the journal--> with editor-->under review--required review completed-->Decision”,审稿人一般为两到三个。该期刊对创新性要求不是很高,但最近由于IF升的高估计会提高标准了。文章类型有全文(full paper)和通讯(short communication)两类。文章接受后一般2周内即online,4个月左右后能出卷/页码号。\x0d\x0a\x0d\x0a4、electrochemistry communications 4.425\x0d\x0a偏重的研究方向 锂电池(2) 电化学(2) 多孔材料(1) 纳米电极材料(1) \x0d\x0a审稿速度 平均1个月的审稿周期 \x0d\x0a投稿命中率 投稿平均命中率为 :25% \x0d\x0aELECTROCHEM COMMUN是电化学领域的权威期刊。审稿速度快,编辑效率高,一般8-14天有初审意见,如果顺利一个月左右就见刊了。期刊要求短小精悍,强调新颖。电化学期刊的影响因子总体不高,不过这些年有所抬头,本刊的分数也随之迅速增长。该刊作为国际电化学的旗舰期刊,其上的优秀文章领导着电化学领域的发展方向。\x0d\x0a\x0d\x0a5、journal of applied electrochemistry 1.836\x0d\x0a电化学分类下的 3 区期刊,审稿速度非常慢,一般要超过3个月。\x0d\x0a\x0d\x0a6、ionics 1.674\x0d\x0a电化学分类下的 4 区期刊,平均2.8 个月的审稿周期,出版地在德国\x0d\x0a\x0d\x0a7、Bioelectrochemistry 3.947\x0d\x0a电化学分类下的 3 区期刊,电化学、生物化学、生物物理和生理学等多学科交叉点上的边缘学科——生物电化学,偏重传感器\x0d\x0a\x0d\x0a8、electrochemistry 0.934\x0d\x0a偏重的研究方向 化学科学(3) 物理化学(3) 电化学(3) 工程与材料(1) 金属材料(1) 金属材料的磨损与磨蚀(1) ,电化学分类下的 4 区期刊,平均1个月的审稿周期

都是世界顶级学术期刊。《科学》是美国科学促进会主办和发行的。《自然》则是英国的。两者都是发表来自很多科学领域的研究论文。没有中文版,英文版可以网上看

导读: 据外媒消息,锂硫电池是一种二次电池,也就是可充电电池。和现在广泛使用钴、镍和其他高价稀土元素(如正极材料)的锂离子电池不同,锂硫电池使用硫这一最丰富的元素,锂的低原子量和硫中等的原子量意味着锂硫电池相对较轻(大约是水的密度),这使得他的能量密度可以轻松达到550Wh/kg。

一般来说,锂离子电池的能量密度可以达到150-260Wh/kg。而最近刷屏的福建猛狮花两年时间研发的圆柱18650-3800mAh可以达到290Wh/kg。锂硫电池可以达到锂离子电池的两倍。

锂硫电池因为不用贵重金属,其制造成本更低,被认为是取代锂离子电池的有希望的候选者。

但是, 当锂在充电或放电过程中与硫接触时,就会产生所谓的“多硫化锂”作为中间产物。多硫化锂在用于锂硫电池的常用电解质中具有很高的溶解性,发生穿梭现象,从而导致正极材料在反复充电或放电后损失。多硫化物穿梭被认为是阻碍锂硫电池商业化的最大障碍,因为这个问题与电池的寿命和安全性退化直接相关。

在2017年位于英国牛津郡的OXIS Energy向公众展示了具有高达 1,500 次充电和放电循环的锂硫电池。但到现在为止,还没有一个是商业可用的报道。

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”的消息,近日,韩国电子技术研究院 (Korea Electrotechnology Research Institute,KERI) 为了解决上述难题,采用活性炭和磷。活性炭纤维由于其高吸收性能广泛用于多种类型的过滤器和漂白剂。研究小组将活性炭作为涂层材料涂覆在隔膜上,用来捕获在充电或放电循环时产生的多硫化锂。

此外, 研究人员在碳材料中使用了高吸收性磷进行化学捕获。这种双重捕获方法有助于避免由于多硫化锂的穿梭效应而导致锂硫电池的性能下降。该团队在硫阴极上使用高强度、高导电性和柔韧性的碳纳米管材料来代替现有的集流体(以增加能量密度)。而这些都是在确保耐久性和弯曲性的条件下进行的。

通过这种工艺开发,韩国电子技术研究院的锂硫电池具有400 Wh/kg的能量密度。最引人注目的是这种锂硫电池的产业化机会很高,因为它结合了高能量密度、性能安全(寿命)、灵活性(持续时间)以及轻质和低成本等现有优势。

在需要轻量化、长续航的领域,锂硫电池的优势很突出,预计将广泛应用于航天、飞行 汽车 、无人机等。

作为对其出色工作的认可,世界知名科学期刊small将这一研究成果进行了封面报道。知名科学期刊small在2005年创立,一开始是月刊,在2009年改为双周刊,2015年改为周刊。他涵盖先进材料包括先进功能材料和先进工程材料等的最新研究。2020年该期刊的影响因子为13.28。

领导这一研究成果的韩国电子技术研究院朴俊宇(Jun-Woo Park) 博士对这一成果被认可非常满意,他说道:“像韩国这样的对稀土元素和其他资源稀缺国家而言,锂硫电池是一项重要技术,因为他使用丰富且廉价的硫和碳材料。

我们计划 将这一研究成果与韩国电子技术研究院开发并拥有的“大规模合成固体电解质”技术相结合,以确保下一代固态锂硫电池的原始技术。”

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”认为,锂硫电池的产业化进程是夹在一些先进电池中间的。例如采用硅碳的锂离子电池和钠离子电池,他们的产业化进度明显很快。而下一代电池的明珠固态电池面临的问题更多,产业化进程还需要5-10年时间。

而锂硫电池夹在这些之中。固态电池的一种路线是采用硫化物作为固态电解质,他也和锂硫电池有循环问题。正如朴俊宇博士所说,把固态电解质和锂硫电池技术相结合,会对现有锂离子电池独霸市场的局面有最大的冲击。

锂硫电池投稿期刊推荐

导读: 据外媒消息,锂硫电池是一种二次电池,也就是可充电电池。和现在广泛使用钴、镍和其他高价稀土元素(如正极材料)的锂离子电池不同,锂硫电池使用硫这一最丰富的元素,锂的低原子量和硫中等的原子量意味着锂硫电池相对较轻(大约是水的密度),这使得他的能量密度可以轻松达到550Wh/kg。

一般来说,锂离子电池的能量密度可以达到150-260Wh/kg。而最近刷屏的福建猛狮花两年时间研发的圆柱18650-3800mAh可以达到290Wh/kg。锂硫电池可以达到锂离子电池的两倍。

锂硫电池因为不用贵重金属,其制造成本更低,被认为是取代锂离子电池的有希望的候选者。

但是, 当锂在充电或放电过程中与硫接触时,就会产生所谓的“多硫化锂”作为中间产物。多硫化锂在用于锂硫电池的常用电解质中具有很高的溶解性,发生穿梭现象,从而导致正极材料在反复充电或放电后损失。多硫化物穿梭被认为是阻碍锂硫电池商业化的最大障碍,因为这个问题与电池的寿命和安全性退化直接相关。

在2017年位于英国牛津郡的OXIS Energy向公众展示了具有高达 1,500 次充电和放电循环的锂硫电池。但到现在为止,还没有一个是商业可用的报道。

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”的消息,近日,韩国电子技术研究院 (Korea Electrotechnology Research Institute,KERI) 为了解决上述难题,采用活性炭和磷。活性炭纤维由于其高吸收性能广泛用于多种类型的过滤器和漂白剂。研究小组将活性炭作为涂层材料涂覆在隔膜上,用来捕获在充电或放电循环时产生的多硫化锂。

此外, 研究人员在碳材料中使用了高吸收性磷进行化学捕获。这种双重捕获方法有助于避免由于多硫化锂的穿梭效应而导致锂硫电池的性能下降。该团队在硫阴极上使用高强度、高导电性和柔韧性的碳纳米管材料来代替现有的集流体(以增加能量密度)。而这些都是在确保耐久性和弯曲性的条件下进行的。

通过这种工艺开发,韩国电子技术研究院的锂硫电池具有400 Wh/kg的能量密度。最引人注目的是这种锂硫电池的产业化机会很高,因为它结合了高能量密度、性能安全(寿命)、灵活性(持续时间)以及轻质和低成本等现有优势。

在需要轻量化、长续航的领域,锂硫电池的优势很突出,预计将广泛应用于航天、飞行 汽车 、无人机等。

作为对其出色工作的认可,世界知名科学期刊small将这一研究成果进行了封面报道。知名科学期刊small在2005年创立,一开始是月刊,在2009年改为双周刊,2015年改为周刊。他涵盖先进材料包括先进功能材料和先进工程材料等的最新研究。2020年该期刊的影响因子为13.28。

领导这一研究成果的韩国电子技术研究院朴俊宇(Jun-Woo Park) 博士对这一成果被认可非常满意,他说道:“像韩国这样的对稀土元素和其他资源稀缺国家而言,锂硫电池是一项重要技术,因为他使用丰富且廉价的硫和碳材料。

我们计划 将这一研究成果与韩国电子技术研究院开发并拥有的“大规模合成固体电解质”技术相结合,以确保下一代固态锂硫电池的原始技术。”

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”认为,锂硫电池的产业化进程是夹在一些先进电池中间的。例如采用硅碳的锂离子电池和钠离子电池,他们的产业化进度明显很快。而下一代电池的明珠固态电池面临的问题更多,产业化进程还需要5-10年时间。

而锂硫电池夹在这些之中。固态电池的一种路线是采用硫化物作为固态电解质,他也和锂硫电池有循环问题。正如朴俊宇博士所说,把固态电解质和锂硫电池技术相结合,会对现有锂离子电池独霸市场的局面有最大的冲击。

锂硫第一个平台还原?答:锂硫第一个平台还原:硫电池产学研界的普遍关注。这部分,我们将更深入详细解读其在微溶剂化电解质溶液(SSEs)体系和高溶剂化体系(HSEs)的报道及在该方向的总结与展望。北大庞全全等Joule:详解锂硫电池电解液设计策略 三、微溶剂化电解质溶液(SSEs)4、高浓电解质体系电解质溶液的结构可以通过控制盐浓度来调节,其中只有一小部分溶剂与盐离子配位,而大多数保持自由状态(图6A,左)。较高的浓度增强了溶剂和盐阴离子/阳离子之间的相互作用,形成接触离子对和聚集体(AGGs),一个阴离子与两个或多个Li+配位(图6A,中间)。这导致自由态溶剂分子急剧减少,甚至在盐-溶剂比高于某个值时为零。为了规避这一挑战,通常形成稀释的电解质或局部高浓度电解质(LHCE)系统(图6A,右)。4.1 HCEs对硫反应的影响盐浓度对锂硫电池系统影响的研究是Mikhaylik和Akridge率先进行的。他们发现,增加LiTFSI浓度会影响多硫化物的溶解度和平衡,以及DOL/DME基质的电解质溶液中的粘度和离子迁移率。Yushin等人的研究表明,浓电解质体系比稀电解质溶液更有利于硫的利用。后来,Gewirth等人研究了氢氟醚(HFE)对(ACN)2-LiTFSI的Li+溶剂化的影响,发现高度氟化的HFE比低氟化的HFE产生更高含量的自由态ACN,导致更好的容量保留。通过提高控制温度,Nazar等人进一步揭示了(ACN)2LiTFSI/HFE从非溶剂化转变为微溶剂化电解质,其中多硫化物有限的溶解度可从根本上改变硫反应途径 (图6)。北大庞全全等Joule:详解锂硫电池电解液设计策略 下图7 典型的饱和电解质溶液。(A-E)饱和G2溶液。(A)从头算分子动力学(AIMD)模拟;(B)AIMD模拟显示氧原子的数目和自由态与G2/LiTFSI摩尔比的关系;(C)AIMD轨迹;(D)不同电解液中硫电极的放电曲线;(E)硫正极在不同电解液中的循环和库仑效率;(F和G)不同E/S比下Li-S电池的放电曲线和循环性能。庞等人最近的工作揭示,电解质溶液结构对浓度的依赖性及其与电化学行为的相关性。提高LiTFSI浓度增强了Li+与TFSI–间的配位作用 (图7)。准固态-固态转化从根本上使电解质溶液体积与硫反应分离,因此能够在5 μl mg-1的E/S比下实现良好的电池循环(图7E)。

锂硫电池比较快的投稿期刊

随着电动汽车、智能手机等电子产品的快速发展,锂电池技术也逐渐成为重要的研究领域。在国内外,很多高校都在锂电池研究方面投入了大量的人力和物力,为推动锂电池技术的发展做出了重要贡献。以下是锂电池研究高校排名的相关介绍:

1、美国麻省理工学院(MIT)

麻省理工学院是全球锂电池研究领域的领军者之一。学校拥有一支庞大的团队,致力于研究和开发新型锂电池技术,包括新型电极材料、液态电解质、电池管理系统等。MIT的研究成果在国内外都享有很高的声誉和影响力。

2、美国斯坦福大学

斯坦福大学是另一个在锂电池研究方面卓有成效的高校。该校的研究团队致力于研究新型电池材料、界面化学、电池制造过程等方面,尤其擅长固态电池、锂硫电池等领域的研究。该校的研究成果也得到了业界的广泛认可。

3、中国科学技术大学

中国科学技术大学是国内锂电池研究领域的佼佼者之一。该校的能源材料实验室在锂电池研究方面积累了大量的经验和实力,主要关注新型电池材料的研究和开发,尤其在锂空气电池、锂硫电池等领域具有一定的领先优势。

4、日本东京大学

日本东京大学的锂电池研究也属于国际水平。该校的研究重点在于环保电池的研究,如纳米复合材料的设计和制备、电解液的优化、电极表面化学反应的研究等。研究成果对实现更环保、更高效的电池技术具有重要意义。

5、清华大学

清华大学在锂电池研究领域也取得了一定的成绩。学校的研究重点在于电池材料的设计和制备、电池系统集成、电池应用等方面。该校的研究成果在锂离子电池等领域也取得了一定的突破。

6、加州大学伯克利分校

加州大学伯克利分校也是全球锂电池研究领域的佼佼者之一。该校的能源研究所是该领域的重要机构之一,主要关注于研究新型电池材料、电池体系设计、电池制造等方面。该校的研究成果也得到了相关行业的广泛认可。

以上是锂电池研究高校排名的相关介绍。当前,锂电池技术的研究和创新仍在持续推进,相信未来会有更多高校的研究成果得到应用和推广。

目前来看,锂电池研发是非常活跃和进展迅速的领域。随着对环境保护意识的提高以及移动互联网、智能手机等产品的需求不断增长,锂电池已经成为了许多应用场景的首选电源。在锂电池技术方面,近年来主要体现在高容量、高性能和高安全性的方向上。比如,针对电动汽车的需求,研究人员正在努力开发更加高效、快速充电和更持久的电池,以满足更高的动力需求。同时,也有一些关注锂电池成本和环保的研究,致力于寻找更环保、低成本的材料工艺。除此之外,在锂电池的强化安全性方面,也有相应的探索。例如,通过改进电池结构、优化制造流程、加入防护措施,从而减少甚至消除安全隐患。总之,锂电池作为重要的电池系统之一,其研发在国内外都得到了广泛关注,并且取得了一系列积极进展。在未来,随着技术创新和需求的不断变化,相信锂电池技术会不断迎来新的突破和进步。

汽车动力电池具有能量密度高、体积容量大、安全性好、耐高低温、循环寿命长、大功率充放电等特点。据外媒报道,英国锂硫电池技术公司OX IS Energy成功测试出能量密度为471Wh/kg的电池单体样品,公司有信心在明年将其能量密度提升至500Wh/kg。 目前,动力电池的技术路线有很多,包括三元、磷酸亚铁锂、锰酸锂和钛酸锂,但这几种动力电池的能量密度都有理论极限值。如果能找到新的材料,能量密度将会有革命性的突破。锂硫电池是一种以硫为正极,锂为负极的锂电池。其材料理论比容量和电池理论比能量分别高达1675mAh/g和2600Wh/kg。锂硫电池生产成本低,能量密度高,但使用寿命短。OXIS Energy正与其合作伙伴一起研究锂金属的保护机制,以提高锂硫电池的使用寿命。 OXIS Energy在锂硫化学领域研发超过15年,已获得173项专利,建立了欧洲最大的可供航空制造 商 及车企使用的测试中心。未来,企业将持续不断地向其欧洲、美国和日本的客户配送能量密度为400Wh/kg的电芯,并预计2021年在英国的电芯产能将实现翻番。 @2019

导读: 据外媒消息,锂硫电池是一种二次电池,也就是可充电电池。和现在广泛使用钴、镍和其他高价稀土元素(如正极材料)的锂离子电池不同,锂硫电池使用硫这一最丰富的元素,锂的低原子量和硫中等的原子量意味着锂硫电池相对较轻(大约是水的密度),这使得他的能量密度可以轻松达到550Wh/kg。

一般来说,锂离子电池的能量密度可以达到150-260Wh/kg。而最近刷屏的福建猛狮花两年时间研发的圆柱18650-3800mAh可以达到290Wh/kg。锂硫电池可以达到锂离子电池的两倍。

锂硫电池因为不用贵重金属,其制造成本更低,被认为是取代锂离子电池的有希望的候选者。

但是, 当锂在充电或放电过程中与硫接触时,就会产生所谓的“多硫化锂”作为中间产物。多硫化锂在用于锂硫电池的常用电解质中具有很高的溶解性,发生穿梭现象,从而导致正极材料在反复充电或放电后损失。多硫化物穿梭被认为是阻碍锂硫电池商业化的最大障碍,因为这个问题与电池的寿命和安全性退化直接相关。

在2017年位于英国牛津郡的OXIS Energy向公众展示了具有高达 1,500 次充电和放电循环的锂硫电池。但到现在为止,还没有一个是商业可用的报道。

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”的消息,近日,韩国电子技术研究院 (Korea Electrotechnology Research Institute,KERI) 为了解决上述难题,采用活性炭和磷。活性炭纤维由于其高吸收性能广泛用于多种类型的过滤器和漂白剂。研究小组将活性炭作为涂层材料涂覆在隔膜上,用来捕获在充电或放电循环时产生的多硫化锂。

此外, 研究人员在碳材料中使用了高吸收性磷进行化学捕获。这种双重捕获方法有助于避免由于多硫化锂的穿梭效应而导致锂硫电池的性能下降。该团队在硫阴极上使用高强度、高导电性和柔韧性的碳纳米管材料来代替现有的集流体(以增加能量密度)。而这些都是在确保耐久性和弯曲性的条件下进行的。

通过这种工艺开发,韩国电子技术研究院的锂硫电池具有400 Wh/kg的能量密度。最引人注目的是这种锂硫电池的产业化机会很高,因为它结合了高能量密度、性能安全(寿命)、灵活性(持续时间)以及轻质和低成本等现有优势。

在需要轻量化、长续航的领域,锂硫电池的优势很突出,预计将广泛应用于航天、飞行 汽车 、无人机等。

作为对其出色工作的认可,世界知名科学期刊small将这一研究成果进行了封面报道。知名科学期刊small在2005年创立,一开始是月刊,在2009年改为双周刊,2015年改为周刊。他涵盖先进材料包括先进功能材料和先进工程材料等的最新研究。2020年该期刊的影响因子为13.28。

领导这一研究成果的韩国电子技术研究院朴俊宇(Jun-Woo Park) 博士对这一成果被认可非常满意,他说道:“像韩国这样的对稀土元素和其他资源稀缺国家而言,锂硫电池是一项重要技术,因为他使用丰富且廉价的硫和碳材料。

我们计划 将这一研究成果与韩国电子技术研究院开发并拥有的“大规模合成固体电解质”技术相结合,以确保下一代固态锂硫电池的原始技术。”

公众号 “康桥电池能源CamCellLab”认为,锂硫电池的产业化进程是夹在一些先进电池中间的。例如采用硅碳的锂离子电池和钠离子电池,他们的产业化进度明显很快。而下一代电池的明珠固态电池面临的问题更多,产业化进程还需要5-10年时间。

而锂硫电池夹在这些之中。固态电池的一种路线是采用硫化物作为固态电解质,他也和锂硫电池有循环问题。正如朴俊宇博士所说,把固态电解质和锂硫电池技术相结合,会对现有锂离子电池独霸市场的局面有最大的冲击。

锂电池投稿期刊

《锂电世界》不存在这本期刊,中国新闻出版总署、知网、万方、维普等都没查到

《锂电世界》这本杂志是目前锂电行业最好的杂志了,我们与他们合作近10年了,推广的效果评良心讲确实不错,不论在印刷质量,杂志内容还是发行量上确实不错,在各展会还有行业会议经常能见到,服务做的也是很到位的,目前传统媒体能生存下来,确实有他的独到之处,《锂电世界》我挺你们,加油!

那这个就多了。目前锂离子电池的文章主要发表在电化学、材料、化学领域的期刊,关于计算的会发表在物理、物理化学方面的期刊上面。做产品的也会发表在一些工程类的期刊上。锂电池文章比较多的期刊有:Elsevier旗下的,Journal of Power Sources,Electrochimica Acta,Electrochemistry Communications,Nano Energy,Solid State IonicsJournal of The Electrochemical SocietyWiley旗下的 Advanced Energy MaterialsRSC的 Energy & Environmental ScienceNature 子刊 Nature Energy这些期刊里面都会有大量锂电池的文章。其他化学、材料、纳米类的期刊,比如 JACS,Angewandte Chemie,Nature Materials,Nature Chemistry, Advanced Materials, Nano letters, ACS Nano 等也会有锂电池方面的杂质,所占比例要比电化学类的期刊要少。建议少看低水平文章,误国误民。

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锂离子电池投稿期刊

成果简介

高容量硅 (Si) 被公认为高性能锂离子电池 (LIB) 的潜在负极材料。但是,放电/充电过程中的大体积膨胀阻碍了其面积容量。 本文,上海交通大学微纳米科学技术研究院张亚非教授课题组在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊 发表名为“Binder-Free, Flexible, and Self-Standing Non-Woven Fabric Anodes Based on Graphene/Si Hybrid Fibers for High-Performance Li-Ion Batteries”的论文, 研究设计了一个柔性石墨烯纤维织物(GFF)为基础的三维导电网络,形成无粘合剂且自支撑的高性能锂离子电池的硅负极。

Si 颗粒被牢固地包裹在石墨烯纤维。起皱引起的大量空隙石墨烯在纤维中能够有效地适应锂化/脱锂过程中硅的体积变化。GFF/Si-37.5% 电极在 100 次循环后在0.4 mA cm –2的电流密度下表现出优异的循环性能,比容量为 920 mA hg –1。此外,GFF/Si-29.1% 电极在 400 次循环后在0.4 mA cm –2的电流密度下表现出 580 mA hg –1的优异可逆容量。GFF/Si-29.1% 电极的容量保持率高达 96.5%。更重要的是,质量负载为 13.75 mg cm –2的 GFF/Si-37.5% 电极实现了 14.3 mA h cm –2的高面积容量,其性能优于报道的自支撑 Si 阳极。这项工作为实现用于高能 LIB 的无粘合剂、柔性和自立式 Si 阳极提供了机会。

图文导读

图 1. (a) 自立式 GFF/Si - X电极制造过程示意图。(b)醋酸溶剂中的 GOF/Si、(c)GOFF/Si 和(d)GFF/Si- X 的数码照片,揭示了其柔韧性。(e) GFF/Si-37.5% 电极冲压成面积为 1.12 cm 2 的小圆盘。

图 2. (a) GFF/Si-37.5% 低倍率的 SEM 图像和 (b) 部分放大的 SEM 图像,揭示了两个独立的纤维在两者相遇的点合并为一个。(c,d) GFF/Si-37.5% 表面和横截面的 SEM 图像。

图 3. GFF/Si- X电极在 0.4 mA cm –2电流密度下的电化学特性;所有比容量均以自立式电极的总质量为基础计算。(a) 第一次循环充电/放电电压曲线。(b) ICE 的比较分析。(c) 循环性能比较。(d) GFF/Si-37.5% 电极在 0.2 mV s –1扫描速率下的CV 测量值。(e) GFF/Si-37.5% 的倍率性能。(f) 具有不同阳极重量的 GFF/Si-37.5% 电极的面积容量

图 4. GFF/Si-HI、GFF/Si-37.5% 和 GFF/Si-800 C 电极的循环性能比较

图 5. GFF/Si-HI、GFF/Si-37.5% 和 GFF/Si-800 C 的成分分析:(a) XRD 图,(b) 拉曼光谱,(c) GFF/Si-的 TGA 曲线N 2气氛中的HI ,和 (d) FT-IR 光谱。

图 6. (a,b) GFF/Si-37.5% 电极在循环前后的拉曼光谱和 XRD 图案。GFF/Si-37.5% 电极在 100 次放电/充电循环后的形态研究:(c,d) 锂化/脱锂后低倍和高倍率的 SEM 图像;插图是循环后 GFF/Si-37.5% 电极的数码照片;(e,f) TEM 和 HRTEM 图像;插图是低倍放大的 SAED 图像;(g) 元素映射。

小结

在这项研究中,基于 GFF 的 3D 导电网络被设计用于无粘合剂和自立式 Si 阳极。GFF 结构在放电/充电循环期间成功地抑制了 Si 的体积膨胀。提出了一种新策略,用于制造用于高性能 LIB 的无粘合剂、柔性和自立式 Si 阳极。

文献:

那这个就多了。目前锂离子电池的文章主要发表在电化学、材料、化学领域的期刊,关于计算的会发表在物理、物理化学方面的期刊上面。做产品的也会发表在一些工程类的期刊上。锂电池文章比较多的期刊有:Elsevier旗下的,Journal of Power Sources,Electrochimica Acta,Electrochemistry Communications,Nano Energy,Solid State IonicsJournal of The Electrochemical SocietyWiley旗下的 Advanced Energy MaterialsRSC的 Energy & Environmental ScienceNature 子刊 Nature Energy这些期刊里面都会有大量锂电池的文章。其他化学、材料、纳米类的期刊,比如 JACS,Angewandte Chemie,Nature Materials,Nature Chemistry, Advanced Materials, Nano letters, ACS Nano 等也会有锂电池方面的杂质,所占比例要比电化学类的期刊要少。建议少看低水平文章,误国误民。

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