无阳极锂金属电池上市公司解读_无阳极锂金属电池上市公司一览表(2024年11月精选)
软包锂电池结构 锂离子电池无论采用圆柱形、方形还是软包结构,其基本组成部分都是相似的。今天,我们来详细介绍一下方形锂离子电池的结构。方形电池有多种化学体系,如镍氢电池(Ni-MH)、锂离子电池(LIB)中的三元电池(NCM)、磷酸铁锂(LFP)、磷酸锰铁锂(LMFP)、钠离子电池(SIB)和钛酸锂(LTO)电池等。 方形锂离子电池的主要组成部分包括: 负极极柱 安全阀 犦极柱 注液口 犩壳 ️ 阳极 阴极 隔膜 电解液(未注明) 具体结构如下: 负极极柱:连接负极的金属柱。 安全阀:用于防止过充和过放的装置。 正极极柱:连接正极的金属柱。 注液口:用于注入电解液的孔。 铝壳:保护电池的金属外壳。 阳极:电池的正极,即电子释放的电极。 阴极:电池的负极,即电子接受的电极。 隔膜:防止正负极直接接触的绝缘材料。 电解液:提供离子传输的介质。 通过这些组件的组合,方形锂离子电池能够提供稳定且高效的电力输出。
锂电池:从实验室到市场的传奇 锂电池,这个听起来有点高大上的名字,其实已经悄悄走进了我们的日常生活。它是以锂金属或锂合金为阳极材料,使用非水电解质溶液的电池。锂电池和锂离子电池可不一样哦,前者是一次性电池,后者是可以充电的。因为锂金属的化学特性非常活泼,加工、保存和使用时对环境的要求特别高,所以锂电池长期没有得到广泛应用。不过,随着二十世纪末微电子技术的发展,小型化设备越来越多,对电源的要求也越来越高,锂电池随之进入了大规模的实用阶段。 锂电池的基本分类 锂电池可以分为两大类:锂金属电池和锂离子电池。 锂金属电池 锂金属电池一般使用二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金为负极材料,非水电解质溶液为电解质。它的放电反应是:Li MnO2=LiMnO2。 锂离子电池 锂离子电池则使用锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料,非水电解质为电解质。充电时,正极上发生的反应是:LiCo02==Li(1-x)Co02 XLi Xe-(电子);负极上发生的反应是:6C XLi Xe-= LixC6。充电电池的总反应是:LiCo02 6c=Li(1-x)Co02 LixC6。 正极材料的选择 正极材料有很多种选择,主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料性能也不同: LiCo02:电压3.7V,容量140 mAh/g Li2Mn20:电压44.0V,容量100 mAh/g LiFePo4:电压3.3V,容量100 mAh/g Li2FePO4F:电压3.6V,容量115 mAh/g 正极反应在放电时是锂离子嵌入,充电时是锂离子脱嵌。充电时:LiFePO4 - Li1-xFePO4 xLi xe;放电时:Li1-xFeP04 xLi xe-- LiFePO4。 负极材料的选择 负极材料多采用石墨,但新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。负极反应在放电时是锂离子脱嵌,充电时是锂离子嵌入。充电时:xLixe-6c→ LixC6;放电时:LixC6 → xLi xe-6C。 锂电池的发明与历史 锂电池的发明可以追溯到1912年,由M.S.Whittingham提出。随着科技的进步,锂电池的性能不断提升,应用范围也越来越广。 总的来说,锂电池是一种非常实用且前景广阔的电池技术,它在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。希望这篇文章能让你对锂电池有一个更清晰的认识!
全球首款固态电池汽车亮相,能量密度超高! 汽车行业的未来正在悄然改变,固态电池技术的出现为电动汽车的安全性和性能提供了新的可能。相比传统的液体电解质锂电池,固态电池以其高安全性、高能量密度和长寿命而备受瞩目。意大利新兴造车势力Estrema(极限)最近推出了全球首款搭载固态电池的量产车,计划在今年9月挑战纽北赛道记录。那么,固态电池为何尚未大规模量产?它的优缺点是什么?又有哪些公司在积极研发呢?让我们一探究竟。 什么是固态电池? 固态电池,顾名思义,就是使用固体电极和固体电解质的电池。它们为我们的日常生活提供动力,从电动车到手表、电脑和手机等各种设备。固态电池的电极由阴极和阳极组成,电解质介质将其隔开,允许带电离子穿过。钴锰酸锂用作阴极,锂金属层用作阳极,而固体电解质则可以是陶瓷、玻璃、硫化物或固体聚合物。 砥电池的工作原理 固态电池的工作原理与普通液态电池相似,都是通过氧化还原反应来产生电流。在放电过程中,带正电的离子通过电解质从阳极(负电极)移动到阴极(正电极)。阴极带正电,从阳极吸引电子。电子无法直接穿过电解质,因此需要通过外部电路从负电极移动到正电极,从而产生电流。充电过程则是相反的,电子从阴极通过电路向阳极移动,当离子不再流向阳极时,电池就充满了。 固态电池的优点 与传统电池相比,固态电池有多个显著优势。首先,它的体积更小,重量更轻,能够提供比传统锂离子电池高2.5倍的能量密度。这意味着固态电池在医疗设备上可以长时间工作而无需频繁充电。此外,固态电池采用不含任何易燃成分的固体电解质,完全不存在起火风险,安全性更高。它的寿命也更长,充电速度比现有技术快4-6倍。在生产过程中,使用固态电池可以减少材料和能源的消耗,生产速度也更快。最后,固态电池还具有出色的热稳定性,能够在低温环境中储存更多电量。 固态电池的缺点和量产难点 尽管固态电池的优点众多,但要让它们在实际应用中发挥作用并不容易。固态电池的生产成本相对较高,真空沉积设备的制造难度大,目前还没有实现规模化量产。此外,固态电池在使用一段时间后,界面处会产生高内阻,这会大幅降低充电和放电速度。 固态电池的研发进展 多家公司正在积极研发固态电池,以解决其生产和使用中的问题。Estrema(极限)推出的首款固态电池汽车就是其中的一个例子。随着技术的不断进步,固态电池有望在未来成为电动汽车的主流选择,为我们的出行提供更安全、更高效的能源解决方案。
雷诺集团公布安培(Ampere)电动汽车业务进展:一年前公布的Twingo车型的开发目前正按计划推进,预计将于2026年量产上市。整个开发周期不到两年,目标售价将低于2万欧元。在即将推出的紧凑型电动汽车上成功完成首次技术合作后,日产邀请安培共同探索其下一款A级电动车型的开发。此外,到2028年,安培计划推出无钴电池技术,目标是到2030年通过采用无钴阴极和锂金属阳极的结构固态电池将三元锂电池的能量密度提升一倍。另外,基于FlexEVan平台,安培计划在2026年推出欧洲首款软件定义车辆(SDV)。 互联网[超话]
湘大新突破!SEI研究重燃 固态聚合物电解质与金属锂阳极之间的固态电解质界面(SEI)对电池性能至关重要。通过增加SEI中氟化锂(LiF)的含量,可以促进锂的均匀沉积,抑制锂树突的生长,从而提高锂电池的循环稳定性。 目前,大多数构建氟化锂SEI的方法都是通过填料的极性基团来分解锂盐。然而,关于如何通过增加电荷转移数来影响锂离子电池的SEI层的研究报道还很缺乏。 本研究制备了一种具有“电荷储存”特性的多孔有机聚合物,并将其掺杂到聚合物复合固体电解质中,研究了充分的电荷转移对锂盐分解的影响。结果显示,与卟啉相比,POF的独特结构允许每个卟啉之间的电荷转移。ኊ因此,在TFSI-分解形成氟化锂的过程中,TFSI-可以获得足够的电荷,从而促进C-F的断裂,形成富含LiF的SEI。与单一的卟啉(0.423 e-)相比,POF提供了2.7倍以上的到LiTFSI(1.147 e-)的电荷转移。 实验结果表明,配备PEO-POF的Li//Li对称电池可以在60Ⰳ下可以稳定运行2700小时以上。即使是Li//Li(45 )对称细胞,在0.1 mA cm-1条件下也能稳定超过1100小时。 此外,LiFePO4//PEO-POF//Li电池在2C条件下具有优异的循环性能(750次循环后可保持80%的容量)。即使是LiFePO4//PEO-POF//Li(45 )细胞在1C下也具有优异的循环性能(300次循环后有96%的容量保留)。 即使用PEO基和PVDF基取代,细胞的性能仍然显著提高。因此,我们认为电荷转移的概念为制备高性能组件提供了一个新的视角。
三种常见电池技术详解:铅酸、镍氢、锂离子 ### 铅酸电池 铅酸电池的历史可以追溯到1859年,由法国物理学家Gaston Plane发明。它是最早投入使用的可充电动力电池之一。铅酸蓄电池以其高化学能和电能转换效率、长充放电循环次数、高端电压和容量大等特点而闻名。此外,它还具备防酸、防爆、消氢和耐腐蚀等性能。尽管目前电动汽车已经淘汰了铅酸电池的使用,但它仍在其他领域发挥重要作用。 工作原理 ꊩ 酸电池由二氧化铅(PbO2)作为正极,海绵状金属铅作为负极,以及浓度为27%~37%的硫酸水溶液作为电解质。当阳极(PbO2)和阴极(Pb)浸入电解液(稀硫酸)中时,两极间会产生2V的电力。 充电过程 充电后,正极板是二氧化铅(PbO2)。在硫酸溶液中,水分子作用下,少量二氧化铅与水反应生成可离解的不稳定物质——氢氧化铅(Pb(OH)4)。氢氧根离子在溶液中,而铅离子(Pb)则留在正极板上,导致正极板上缺少电子。 放电过程 负极板是铅(Pb),它与电解液中的硫酸(H2SO4)发生反应,变成铅离子(Pb2+),铅离子转移到电解液中,负极板上则留下多余的电子(2e)。 镍氢电池 镍氢电池(NI-MH)由氢离子和金属镍合成,是一种碱性电池。1984年,飞利浦公司成功研制出LaNi5储氢合金,并制备出镍氢电池。 工作原理 ꊩ氢电池主要由氢氧化镍正极、储氢合金负极、隔膜纸、电解液、铜壳、顶盖及密封等组成。正极活性炭物质为氢氧化镍,负极活性炭物质为金属氢化物,也称为储氢合金,电解液为30%的氢氧化钾水溶液。 充电过程 充电时,负极析出的氢气储存在容器中,正极由氢氧化镍变成氢氧化镍和水。 放电过程 放电时,氢气在负极被消耗掉,正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。 锂离子电池 锂离子电池是继镍镉和镍氢电池之后出现的新一代绿色可充电电池。锂离子最早由M.Armand在1981年提出,短短十几年内得到了空前的发展,被认为是未来极具发展潜力的动力电池,目前正在被电动汽车广泛使用。 工作原理 ꊩ离子电池的正极材料有钴酸、镍酸、锰酸、磷酸和钛酸等,其中磷酸铁锂电池因其性能特别适合动力应用而备受青睐。 充电过程 充电时,锂离子从正极材料中脱出,通过电解液到达负极材料,并嵌入负极材料中。 放电过程 放电时,锂离子从负极材料中脱出,通过电解液到达正极材料,并嵌入正极材料中。
手机电池保养指南:别让手机电池成大爷! 很多人都在讨论如何保养手机电池,甚至有些博主天天监测iPhone电池的健康值,搞得大家心惊胆战。其实,手机电池没那么娇气,尤其是锂电池,耐用得很。一般情况下,用个三五年完全没问题,没必要太过在意。 锂电池的基本知识 锂电池的工作原理其实挺简单的。充电时,锂离子从正极晶格出来,穿过电解液隔膜,跑到负极,嵌入石墨层间。放电时,锂离子又从石墨负极层间出来,回到正极晶格里。 温度对电池的影响 电池的正常工作温度范围是0-35度。低温环境下,锂离子的活性会降低,内阻增加,电池放电能力变弱,使用时间自然就短了。如果电池长时间在低温环境下充放电,阳极表面会析出金属锂,这是个不可逆的过程,会对电池容量造成永久性损害。 相反,电池温度超过45度也会破坏电池内的化学平衡,导致副反应,电池材料的性能会退化,循环寿命也会大大缩短。这种损伤也是不可逆的。 远离高温和低温环境 劊一个完整的电池循环周期表示电量从满到空、再从空到满的过程。一般手机电池的循环寿命是500次,之后电池还能用,但容量会降低。要注意的是,电池循环次数不等于充电次数。比如你充满电,用了一半的电量,又再次充满,虽然你充了两次,但这只是一次接近完整循环的状态,对电池损伤不大。但如果电池耗尽了再来充电,这就是一次完整的充放电循环了,这样容易导致电池容量下降。 不要等到电池耗尽再充电 手机充电芯片一般具有路径管理功能。基于电池和系统负载之间的连接方式的不同,系统负载可以由输入电源供电,也可以由电池供电,或者由两者同时供电。所以手机快没电了,这时候你一边充电,一边又想玩王者荣耀或者刷剧,充电器一边给手机内部的电池充电,一边给你“充电”,都是可以使用的。只是要注意温度,如果太烫,建议休息一下,毕竟电池怕热。晚上睡前充电,电池充满后自动保护,不会继续充电,手机系统会从充电器取电,不必担心半夜醒来拔掉充电器。记住你自己才是爷,安心睡觉。 总结 𑊊手机可以边玩边充电,也可以充一晚上,但要注意温度不要过高。电池是怕冷怕热还怕饿的,所以照顾好它才是王道。别被那些贩卖焦虑的人忽悠了,你自己才是最重要的!
金属空气电池:哪个方向最有前景? 你是否对金属空气电池感到好奇?这种以轻质活性金属为阳极的电池,不仅能量密度高、放电平稳,而且环保哦!𑊊在未来,金属空气电池有望在新能源汽车领域大放异彩,为我们的出行提供更持久、更环保的动力。同时,它也可以在便携式设备𑥒固定式发电装置♟上发挥重要作用。 目前,全球范围内都在深入研究金属空气电池,尤其是锂空气电池、铝空气电池、锌空气电池和钠空气电池等几种类型。这些电池不仅性能优越,而且对环境友好,是未来能源技术的明星! ᦉ以,如果你对金属空气电池感兴趣,不妨关注这些热门研究方向,看看哪个方向最适合你的研究兴趣和职业规划哦!
自组装CaCO3模板法对合成锂离子电池负极材料SnO2 @ voids 的关键 锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率而得到广泛应用,使其成为各种应用的合适选择,包括便携式电子设备、电动汽车和电网存储系统。 LIBs由阴极、阳极和电解质组成。在这些组件中,阳极在决定电池的性能和安全性方面起着至关重要的作用。 目前,石墨是商用锂离子电池中最常用的阳极材料,然而,其有限的比容量(372 mAh/g)和低锂离子扩散系数促使研究人员探索替代的负极材料。 二氧化锡(SnO2)由于其高的理论容量(1494 mAh/g)和良好的循环稳定性而成为阳极材料的有前途的候选材料。 然而,SnO2由于其在循环过程中的大体积变化而遭受快速容量衰减和差的倍率性能,为了解决这些问题,研究人员探索了各种策略,包括合金化、纳米结构化和表面改性。 自组装CaCO3模板法已广泛用于合成各种金属氧化物纳米材料,包括SnO2,该方法包括使用碳酸钙(CaCO3)纳米颗粒作为模板来控制最终产品的形态和尺寸。 合成过程包括三个主要步骤:(I)制备CaCO3模板,(ii)用前体溶液浸渍模板,和(iii)煅烧以除去模板并获得最终产品。 CaCO3模板可以通过在受控条件下混合氯化钙(CaCl2)和碳酸钠(Na2CO3)溶液来制备。所得CaCO3颗粒可以在使用前进一步纯化和干燥。 浸渍步骤包括将CaCO3模板浸泡在含有氯化锡(SnCl4)和还原剂如肼(N2H4)的前体溶液中一段特定的时间。 还原剂在还原锡离子以在CaCO3模板内形成氧化锡(SnO2)纳米颗粒中起着至关重要的作用,煅烧步骤包括在空气或惰性气氛中加热浸渍的模板,以除去CaCO3模板并获得SnO2纳米颗粒。 CaCO3模板法的一个优点是可以精确控制最终产品的尺寸和形态,CaCO3模板的尺寸和形态可以通过调节反应条件来控制,例如温度、pH和前体溶液的浓度,这进而影响模板内SnO2纳米颗粒的尺寸和形态。 例如,较小的CaCO3模板可用于获得较小的SnO2纳米颗粒,而较大的模板可用于获得较大的颗粒。 此外,CaCO3模板可以通过煅烧容易地去除,留下高度多孔的SnO2结构,其可以促进锂离子扩散并适应循环过程中的体积变化。 尽管SnO2的理论容量很高,但由于几个问题,包括容量衰减快、倍率性能差和库仑效率低,其作为LIBs阳极材料的实际应用受到限制。 为了解决这些问题,研究人员探索了各种改性策略,包括合金化、纳米结构化和表面改性。 提高二氧化锡电化学性能的一种途径是将其与其他金属如铜(Cu)、镍(Ni)和银(Ag)制成合金,合金化可以提高阳极的机械稳定性并减轻循环过程中的体积膨胀问题。 例如,与纯SnO2阳极相比,SnO2-Cu合金阳极显示出改善的循环稳定性和倍率性能,性能的提高归因于循环过程中Cu-Sn合金的形成,这有助于稳定SnO2结构并减少体积膨胀。 纳米结构是改善SnO2基阳极电化学性能的另一种方法。纳米结构可以增加阳极的表面积,从而改善锂离子扩散和电化学性能。 例如,与较大颗粒相比,尺寸为5-10 nm的SnO2纳米颗粒显示出改善的循环稳定性和倍率性能。 性能的提高归因于较小颗粒的较短扩散路径和较大的表面积。 表面改性是改善二氧化锡基阳极电化学性能的另一种方法,表面改性可以改善阳极的电子导电性和锂离子扩散,并减少固体电解质界面(SEI)层的形成,该固体电解质界面层会降低库仑效率并限制循环稳定性。 例如,用碳基材料如石墨烯或碳纳米管涂覆SnO2纳米颗粒,可以改善阳极的电子导电性和锂离子扩散,性能的提高归因于SnO2纳米颗粒表面导电网络的形成,这可以促进电子和锂离子的传输。 表面改性的另一种方法是将官能团或掺杂剂引入SnO2纳米颗粒的表面,例如,在SnO2纳米颗粒表面引入羟基可以改善阳极的亲水性和锂离子扩散。 用诸如氮(N)、碳(C)或磷(P)的其他元素掺杂SnO2纳米颗粒也可以改善阳极的电化学性能,例如,与纯SnO2纳米颗粒相比,掺氮SnO2纳米颗粒显示出改善的循环稳定性和倍率性能。 使用自组装CaCO3模板法合成二氧化锡提供了一种制备具有可控尺寸和形貌的二氧化锡纳米粒子的有前途的方法。 CaCO3模板法可以精确控制最终产品的尺寸和形态,这会影响阳极的电化学性能,用于锂离子电池的SnO2基阳极的改性,例如合金化、纳米结构化和表面改性,可以改善SnO2基阳极的电化学性能,包括循环稳定性、倍率性能和库仑效率。 这些方法为开发高性能锂离子电池负极材料提供了有前途的策略,需要进一步的研究来优化合成和修饰策略,并探索SnO2基阳极在未来LIB应用中的潜力。
通过调控镁离子来引导锂离子沉积 觔 的循环过程中,镁离子(Mg2+)是否会沉积在锂金属(Li)上,这个问题引起了我们的兴趣。根据已知,Mg2+/Mg0 的还原电位(-2.37 V vs SHE)比 Li+ /Li0 的还原电位(-3.04 V vs SHE)高出约 0.70 V。理论上,镁离子应该先于锂离子还原,但实际情况却并非如此。 通过电化学和XRD表面分析,我们发现,在碳酸酯电解质中,镁离子的还原并不发生在锂离子还原之前。尽管它们的相对电位在《电化学系列》中排名靠前,但实际情况却出现了反常。这种反常现象可能有两个原因: 根据Nernst方程,电解质中较低的镁离子浓度使其向较低的电位标度移动。 更重要的是,镁离子的去溶剂化过程及其随后穿越界面的巨大能垒,导致了其沉积动力学缓慢。 这些结果表明,镁离子在此类电解质中具有电化学惰性,但它在阴离子分解过程中有效地发挥了类似催化剂的作用,并有助于在阳极上形成阴离子衍生的SEI。 通过调控镁离子,我们可以更好地理解其在电池循环过程中的作用,从而优化电池性能。
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洛阳钼业:目前公司铌产品为铌铁,主要用于钢铁工业
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