创新型新型粘合剂使性能翻倍 有望大大提升电动汽车电池的耐用性

创新型新型粘合剂使性能翻倍 有望大大提升电动汽车电池的耐用性 研究人员用聚(乙烯基膦酸)(PVPA)为锂离子电池中基于微氧化硅(SiO)的电极设计了一种高性能粘合剂,与传统方法相比,这种粘合剂提高了电化学性能和耐用性。资料来源:JAIST Noriyoshi Matsumi日本先进科学技术研究所(JAIST)的 Noriyoshi Matsumi (松见纪佳)教授、博士生 Noriyuki Takamori、前高级讲师 Rajashekar Badam、Tejkiran Pindi Jayakumar 博士(前学生)以及丸善石化有限公司的研究人员最近在 2024 年 2 月 8 日的《ACS 应用能源材料》(ACS Applied Energy Materials)杂志上发表了一项研究、他们利用聚(乙烯基膦酸)(PVPA)作为微型氧化硅电极的粘合剂,实现了比传统电池更优越的性能。PVPA 的卓越性能据松见教授说:"PVPA 粘合剂在延长高性能锂离子二次电池的寿命方面应该非常有用。特别是在电动汽车的应用中,人们对实现锂离子二次电池的长寿命有着浓厚的兴趣。PVPA 的使用将为聚丙烯酸(PAA)和聚偏氟乙烯(PVDF)等市售粘合剂提供更好的替代品"。该研究涉及制造含有 PVPA、PAA 和 PVDF 作为粘合剂的电极,并通过电化学实验和密度泛函理论对其性能进行了评估。与传统的 PAA(2.03 N/m)相比,PVPA 对铜支持物的附着力(3.44 N/m)明显更强,从而显著提高了锂离子电池的耐用性。与 PAA 电池相比,基于 PVPA 的电池在 200 次循环后的放电容量几乎是后者的两倍,基于 PVPA 的半电池在相同的循环次数后可达到 1300 mAhg-1SiO。与 PVDF 或 PAA 粘合剂不同的是,即使经过 200 次充放电循环,扫描电子显微镜也没有观察到集流器剥落。此外,PVPA 更强的附着力有助于稳定基于氧化硅的阳极,即使在体积显著膨胀的情况下也能防止其剥落。合作与专利此外,丸善石化有限公司(其研究人员也是研究的一部分)已经建立了 PVPA 的工业生产流程。JAIST 与丸善石化有限公司之间的持续合作,以及该公司提供的其他电池生产专业技术,可能会进一步加快该工艺在实际生活中的应用。JAIST 和丸善石化有限公司已在国内(日本)和国际上联合申请了该技术的专利。"这种工业上可行的高性能粘合剂将有助于高耐用性和高能量密度电池技术的开发。这将使电动汽车在全球范围内得到更广泛的应用,而无需担心电池性能会在较长时间内下降。未来,这些材料还可应用于火车、轮船、飞机等各种电动汽车。"总之,科学家们利用聚(乙烯基膦酸)为锂离子电池中的氧化硅阳极开发出了一种功能性粘合剂。与传统方法相比,这种低成本粘合剂提高了性能,是电动汽车及其他领域基于微型氧化硅的应用的新进展。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

相关推荐

封面图片

强力形状记忆粘合剂让蜘蛛侠都汗颜

强力形状记忆粘合剂让蜘蛛侠都汗颜 这种聚合物被称为 E44 环氧树脂,在室温下是一种坚硬的玻璃状塑料,但一旦加热就会变得柔软如橡胶。在这种状态下,它可以渗入另一个表面的细小缝隙中,冷却后可以形成超强的粘合力。如果以后想把它取出来,只需重新加热即可。在新加坡南洋理工大学(NTU)科学家进行的测试中,这种粘合剂能够粘住各种不同的纹理,而且不会留下任何粘性残留物。通过实验,研究小组发现这种材料的最佳形状是一系列被称为纤维的毛发状结构,每条宽几毫米。例如,一种装置使用的纤维横截面为 19.6平方毫米(0.03平方英寸),每根纤维最多可承受 1.56 千克(3.4 磅)的重量。添加更多的纤维可增加材料可承受的最大重量,一个手掌大小、由 37 根纤维组成的垫子可承受 60 千克(132 磅)的重量。这项研究的主要作者 Jimmy Hsia 教授说:"这项技术将在粘合抓手和攀爬机器人中大显身手,也许有一天人类也能像现实中的蜘蛛侠一样攀爬墙壁。编译来源:ScitechDaily不过,先别急着准备你的氨纶套装这种形状记忆粘合剂还没准备好进入黄金时间。首先,它需要加热到 60 °C(140 °F)才能与表面分离,使用吹风机需要一分钟才能达到这个温度。按压在表面上后,它还需要大约三分钟的冷却时间才能锁定到位。对于许多用途来说,这样的温度和速度并不实用,不过如果不着急的话,它可能适用于工业用途,比如搬运重物的机器人抓手。但研究小组表示,通过更多的工作可以改变这些触发条件。"我们的研究结果表明,将等待时间缩短到几秒钟是可能的,而且切换温度可以降低到接近体温,从而极大地开辟了应用的可能性,"该研究的第一作者令狐昌红博士说。"将材料从一种状态切换到另一种状态的刺激方式也可以是不同的,例如使用电流或光线。"研究小组表示,这种技术最终可用于制造能在表面上攀爬的机器人,或制造供人类穿戴的手套和靴子等攀爬装备。这项研究发表在《国家科学评论》杂志上。请观看下面的视频,了解粘合剂的实际应用。 ... PC版: 手机版:

封面图片

采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破

采用新型电沉积方法的全固态电池技术取得突破 通过底部电沉积机制稳定锂金属阳极全固态电池的示意图。资料来源:POSTECH应对电池安全挑战在电动汽车和储能系统等各种应用中,二次电池通常依赖于液态电解质。然而,液态电解质的易燃性带来了火灾风险。这促使人们不断努力探索在全固态电池中使用固态电解质和金属锂(Li),从而提供更安全的选择。在全固态电池的运行过程中,锂被镀在阳极上,利用电子的运动产生电力。在充电和放电过程中,锂金属会经历失去电子、转化为离子、重新获得电子和电沉积回金属形态的循环过程。然而,锂的任意电沉积会迅速耗尽可用的锂,导致电池的性能和耐用性大幅降低。阳极保护的创新为解决这一问题,研究团队与浦项制铁 N.EX.T Hub 合作开发了一种由功能粘合剂(PVA-g-PAA)[2]组成的全固态电池阳极保护层。该层具有优异的锂转移特性,可防止随机电沉积并促进"底部电沉积"过程。这可确保锂从阳极表面底部均匀沉积。研究小组利用扫描电子显微镜(SEM)进行了分析,证实了锂离子的稳定电沉积和分离[3]。这大大减少了不必要的锂消耗。研究小组开发的全固态电池还证明,即使锂金属薄至 10 微米(μm)或更薄,也能长时间保持稳定的电化学性能。领导这项研究的 Soojin Park 教授表达了他的承诺,他说:"我们通过一种新颖的电沉积策略设计出了一种持久的全固态电池系统。通过进一步研究,我们的目标是提供更有效的方法来提高电池寿命和能量密度。在合作研究成果的基础上,浦项制铁控股公司计划推进锂金属阳极的商业化,这是下一代二次电池的核心材料。"说明电沉积通过电解液中的电流将金属沉积到浸没在电解液中的电极上的方法PVA-g-PAA聚(乙烯醇)-接枝-聚(丙烯酸)脱离脱离或分离,金属锂失去电子并转化为锂离子的现象编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

标题:新的继父是一个被禁止的变态! 严肃的女孩偶像埃米里-斋藤在子宫插入和绝望的粘合剂Nakadashi后陷入了性爱沼泽。

标题:新的继父是一个被禁止的变态! 严肃的女孩偶像埃米里-斋藤在子宫插入和绝望的粘合剂Nakadashi后陷入了性爱沼泽。 类别:#美少女电影, #单体作品, #角色扮演者, #偶像, #中出 演员:#斋藤亚美里 【高分推荐】 推荐指数:4.43分, 由473人评价

封面图片

新型电池技术终将改善电动汽车在极端天气下的性能

新型电池技术终将改善电动汽车在极端天气下的性能 改善寒冷天气下充电时间的一种方法是改进电解质,使其同时具有高离子电导率、低溶解能和低熔点,并形成阴离子衍生的无机相。中国浙江大学教授范秀林领导的研究团队刚刚在《自然》杂志上发表了一篇论文,详细介绍了如何做到这一点,此举可能会产生深远影响,使电动汽车在极端天气下更加实用。研究人员认为,改善电解质质量的最佳方法之一是使用溶解能低的小型溶剂,这种溶剂可以改变锂离子在电解质中的移动方式,从而提高电导率并加快充电速度。为此,研究人员使用了一种名为氟乙腈(FAN)的溶剂,他们认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。值得注意的是,这并不是研究人员第一次尝试解决金属离子电池在极端天气下的问题。几年前,加利福尼亚大学圣迭戈分校的材料科学家兼工程师 Zheng Chen 和他的同事发表了一篇论文,介绍了一种新型电解质,他们声称这种电解质在极端天气下(从零下 40 华氏度(摄氏零下 40 度)到 122 华氏度(摄氏 50 度))比目前的解决方案效果更好。近年来,电动汽车越来越受欢迎,但由于种种原因,绝大多数购车者仍然选择传统的内燃机汽车(ICE)。大多数传统车主认为,充电时间过长是他们决定不购买电动汽车的主要原因,但关于汽车在恶劣天气下发生故障的恐怖故事也不利于向电动汽车过渡。尽管上述有关新型电解质的研究对整个电动汽车行业来说是一个巨大的利好消息,但特斯拉和 Rivian 等公司都希望这些新型电解质能够在不久的将来实用到实际的电动汽车电池中。如果实现了这一目标,必将提高电池的耐久性,降低极端天气下的充电速度,使电动汽车在寒冷条件下比以往任何时候都更加实用。 ... PC版: 手机版:

封面图片

科学家发现新型锂离子导体 可用于强化电动汽车电池

科学家发现新型锂离子导体 可用于强化电动汽车电池 利物浦大学的一个团队开发出了一种新型固态锂离子导体,可以取代电池中的液态电解质,从而提高安全性和效率。图片表示锂离子(蓝色)在结构上移动。资料来源:利物浦大学这种新材料由无毒的地球富集元素组成,具有足够高的锂离子传导性,可以取代目前锂离子电池技术中的液态电解质,提高安全性和能量容量。该大学的跨学科研究团队采用变革性科学方法来设计这种材料,他们在实验室中合成了这种材料,确定了它的结构(原子在空间中的排列),并在电池中进行了演示。这种新材料是极少数能达到足以取代液态电解质的高锂离子电导率的固体材料之一,并且由于其结构而能以一种新的方式工作。这一发现是通过合作计算和实验工作流程实现的,该流程利用人工智能和基于物理学的计算来支持大学化学专家的决策。这种新材料为化学优化提供了一个平台,以进一步提高材料本身的性能,并根据研究提供的新认识来确定其他材料。利物浦大学化学系马特-罗森斯基(Matt Rosseinsky)教授说:"这项研究展示了一种新型功能材料的设计和发现。这种材料的结构改变了人们以往对高性能固态电解质的理解。具体来说,具有多种不同移动离子环境的固体可以表现出很好的性能,而不仅仅是离子环境范围很窄的少数固体。这极大地开拓了进一步发现的化学空间。"最近的报道和媒体报道预示着人工智能工具已被用于寻找潜在的新材料。在这种情况下,人工智能工具是独立工作的,因此很可能会以各种方式重现它们接受过的训练,生成的材料可能与已知材料非常相似。"这篇发现研究论文表明,人工智能和由专家调配的计算机可以解决现实世界材料发现的复杂问题,在这个问题上,我们寻求的是成分和结构上有意义的差异,其对性能的影响要根据理解来评估,我们的颠覆性设计方法为发现这些以及其他依赖离子在固体中快速运动的高性能材料提供了一条新的途径"。这项研究由利物浦大学化学系、材料创新工厂、利弗胡尔姆功能材料设计研究中心、史蒂芬森可再生能源研究所、阿尔伯特-克鲁中心和工程学院的研究人员共同努力完成。并得到了工程与物理科学研究理事会(EPSRC)、勒弗胡尔姆信托基金会(Leverhulme Trust)和法拉第研究所(Faraday Institution)的资助。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

新款iPhone电池能量密度有望提高10%

新款iPhone电池能量密度有望提高10% 图为据称采用新金属外壳的iPhone 16 Pro 电池 。2023 年底,据称iPhone 16 Pro 电池采用金属外壳的图片泄露,媒体The Information此后详细介绍了苹果从iPhone 16 开始简化 iPhone 电池更换的工作。。新的欧盟法律要求智能手机制造商在 2025 年前确保用户可以使用方便的工具更换电池。苹果公司计划通过使用电诱导粘合剂剥离技术来实现这一目标,让用户可以使用低电压快速剥离电池,而不是使用棘手的胶条。预计这种新的电池更换方法将于今年晚些时候在至少一款 iPhone 16 机型上亮相,并可能在明年扩展到所有版本的iPhone 17。 ... PC版: 手机版:

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人