能源是人类社会生存和发展的重要物质基础,是现代文明的三大支柱之一。我国作为发展中大国,能源消耗巨大,能源利用率不高,能源结构也不合理。新能源材料作为新能源产业发展的基础,发展新能源材料是解决能源危机的根本途径。而新能源材料的开发与应用同样离不开各种仪器检测技术的支撑与协助。
基于此,仪器信息网特组织开设“新能源材料检测技术专题”,将新能源材料表征技术专家观点、相关技术视频课堂、对应解决方案、对应仪器等汇集于专题,以期为领域同行提供在线学习机会,搭建互动平台,共促新能源材料表征技术快速发展。同时也面向相关科学仪器、检测技术专家展开征稿活动,以飨读者。
专题约稿|新能源材料检测技术展望
——“新能源材料表征技术专题”征文
新能源材料是解决能源危机的根本途径,是国家关注的重点领域,也是《中国制造2025》重要部分。如《中国制造2025》中提及的十大领域就包含“节能与新能源汽车”:继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展,掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术,提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力,形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系,推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。
Instrument:贵司在新能源材料领域有哪些相关业务开展?
安捷伦:安捷伦十分重视新能源材料领域的检测技术,多年以来积累了大量经验,及系列测试解决方案。
燃料电池领域——燃料电池的生产、纯化和使用等各工作阶段,都需要对过程气和最终废气中等气体组分进行多点位在线分析或实验室分析。比如氢气分析、氢气中各种无机气体杂质、有机气体杂质分析,以及总硫等组分进行分析,从而达到对燃料电池的内部重整过程进行验证、获得吸氢量以计算燃料电池效率,以及测量氮气以确保系统没有泄漏等目的。
锂电池领域——安捷伦开发了锂电池行业整体解决方案,涉及锂电池材料、锂电池研发和安全性能测试,以及锂电池回收等几个环节。如利用GC测试锂电池鼓泡气体成分分析,从而进行安全性能研究;利用GCMS测试电解液中主要成分及添加剂成分,从而进行锂电性能相关研发工作。而安捷伦GC-Q-TOF技术对于电池循环后未知反应物定性定量方面的好助手,对电池研发工作提供强大技术支撑。而对于元素分析的需求来讲,锂电中正极, 负极,电解液,隔膜等电池材料因为材料基质复杂,干扰严重,高含量和微量待测元素共存等原因,存在很多测试难题。安捷伦5110以及5800 ICP-OES 系列的ICP-OES强大去除干扰能力和强健的基体耐受力,让客户得到准确可靠结果方面,得到了客户广泛推崇。
光伏材料领域——光伏材料一直是安捷伦在材料关注的领域。太阳能电池的高纯半导体材料的杂质分析技术一直以来是安捷伦领先的领域;太阳能电池表面光学指标的测试方面,安捷伦的高端UV-Vis-NIR也大有优势。
Instrument:分别介绍贵司在以上新能源材料领域的相关仪器产品或解决方案?
安捷伦:对应领域部分产品或解决方案列举如下:
燃料电池—— 如利用Agilent 490 微型气相色谱仪在燃料电池开发和测试中进行快速气体成分分析,该系统具有三个独立控制的色谱柱通道,测试燃料电池期间可在燃料气体管路的多个位置提供灵活的样品分析设置。由于分析时间较短,可以快速获得丰富的趋势分析数据。这对于快速准确地进行诊断和质量控制测试十分重要。此外,微型气相色谱仪便于携带,可轻松移动至不同测试工作站。
锂电池——锂电池行业解决方案包括ICP-OES/ICP-MS/GC/ GC-MS/GC-Q-TOF等。
安捷伦在锂离子电池原材料检测领域积累了大量经验和数据。以ICP-OES为例,明星产品 Agilent 5800 电感耦合等离子体发射光谱仪 (ICP-OES),具有卓越的系统稳定性,能够轻松应对复杂基体样品的分析,是锂离子电池中元素快速分析的理想仪器。
详细了解ICP-OES解决锂离子电池元素测试难题的方法?详细了解锂离子电池产业链的更多检测需求和解决方案?请点击以下链接,免费下载您感兴趣的应用文集。
使用 ICP-OES 对六氟磷酸锂电解液中的 12 种杂质元素进行快速测定
使用 ICP-OES 对三元材料镍钴锰酸锂中的 4 种主量元素和 21 种杂质元素进行快速测定
使用ICP-OES 对碳酸锂中的 14 种杂质元素进行快速测定
使用 5110 ICP-OES 对石墨类负极材料中的 18 种杂质元素进行快速测定
再如,使用安捷伦 LC/Q-TOF、GC/Q-TOF 对电池循环后电解液中产生的未知化合物进行分析,在锂电池研发过程中,需要对未知有机物进行定性分析。比如在循环性能研究中,对电池循环后电解液中产生的未知化合物进行分析,这些化合物可能对锂电池性能产生影响。
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太阳能电池——如太阳能电池光学性能检测,以及组成太阳能电池的高纯半导体材料杂质检测。
如使用安捷伦Cary 5000紫外可见近红外光度计和积分球附件测定太阳能电池的光学性能,可快速测试电池表面的反射率,并且采用小光斑附件缩小照射到样品上的光斑尺寸,直接对电池表面电极之间的微小面积进行测试,可得到高分辨率、低噪声的高质量光谱图。
Instrument:谈下贵司在以上新能源材料领域相关业务的竞争优势?
安捷伦:强大的技术支持团队,多年深耕的能源化工行业巨大客户群体,以及依托客户开发的新能源材料测试方案,以及作为分析仪器实验室解决方案领导者多年的技术积累。
Instrument:如何看待中国未来几年以上新能源材料市场的发展趋势?对科学仪器行业会带来哪些影响?
安捷伦:化石能源逐渐枯竭只是时间问题,有的国家或地区甚至制定了中止燃油汽车销的时间表。清洁、可再生的新能源的开发和利用,一定是大势所趋。而新能源的储存和运输相关材料科学也是逐步今后的发展方向之一。新能源材料是国家关注的重点领域。在《中国制造2025》中,对锂电材料,燃料电池等的发展路线提出了明确的路线和发展目标。而新能源材料的发展也势必会对对应的仪器检测市场带来机遇。
Instrument:接下来,贵公司将采取哪些策略,来增强自身在以上新材料新能源领域的综合竞争力?
安捷伦:安捷伦在新能源领域,正在与国际和国内专家和客户进行广泛和深入的合作。而作为实验室解决方案的市场领导者,我们努力检测方面提供越来越全面的解决方案,帮助科学家和行业人士共同推动产业发展 。
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