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电容器容量测试仪原理

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电容器容量测试仪原理相关的资讯

  • 高性能石墨烯基锂离子电容器研究获进展
    近日,电工研究所马衍伟团队联合大连化学物理研究所研究员吴忠帅在高性能石墨烯复合材料制备、石墨烯基锂离子电容器研制方面取得进展。相关研究成果以2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors为题,发表在《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2022, 2202342)上。 锂离子电容器作为一种有效结合锂离子电池与超级电容器的新型电化学储能器件,具有高功率密度、高能量密度以及长循环寿命,有效弥补了锂离子电池和超级电容器之间的性能差异。电极材料作为锂离子电容器的重要组成部分,是影响锂离子电容器性能的关键因素。 精细的结构设计工程被认为是提高电极材料电化学性能的有效方式之一。马衍伟团队提出了一种通用静电自组装策略,在还原氧化石墨烯上原位生长了具有卷心菜结构的MnO复合纳米材料(rGO/MnO)。通过深入的原位实验表征以及理论计算,证实了rGO/MnO异质结构具有较强的界面作用和良好的储锂动力学。由于rGO/MnO复合纳米材料具有高电荷转移速率、丰富的反应位点以及稳定的异质结构,基于rGO/MnO复合纳米材料制备的电极具有高比容量(0.1 A/g电流密度下比容量为860 mAh/g)、优异的倍率性能(10 A/g下比容量为211 mAh/g)以及长循环稳定性。因此rGO/MnO复合纳米材料可作为高性能锂离子电容器理想的负极材料。 通过将这种高性能石墨烯基复合材料作为负极与活性炭正极进行组装,马衍伟团队成功制备出柔性固态锂离子电容器(AC//rGO/MnO)。经测试,这一电容器基于电极活性材料总质量的能量密度最高达到194 Wh/kg,功率密度最高可达40.7 kW/kg。这是迄今为止报道柔性固态锂离子电容器能量密度和功率密度的最高值。此外,在10000次充放电循环后,AC//rGO/MnO电容器的容量保持率可达77.8%,并且安全性能高。 科研团队表示,这一研究提出的金属氧化物/石墨烯复合材料设计策略在高能量密度和高功率密度的柔性锂离子电容器中具有很好的应用前景。 该研究工作得到国家自然科学基金、中科院大连洁净能源研究院合作基金、中科院青年促进会等的支持。 论文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202202342 石墨烯复合材料结构示意图和锂离子电容器原理性能图
  • AEM:高储钠性能超级电容器研究分享
    北京化工大学杨志宇教授AEM:高储钠性能超级电容器研究分享超级电容器因其良好倍率性能、循环性能的可再生能源存储设备,已成为热门的电化学可再生设备。然而,超级电容器的实际应用仍面临能力密度低、性能提升依赖于先进电极材料开发等困难。目前常采用法拉第电极材料,包括过渡金属氧化物、过渡金属氮化物和过渡金属二硫化物等提高超级电容器的能量密度。其中,过渡金属氧化物因具有高理论电容,低成本,环境友好等优势,作为潜力巨大的电极材料应用在超级电容器中。然而半导体性质的过渡金属氧化物仍有固有电子电导率低,充放电过程中容量和倍率性较差等不足,因此如何设计良好的电子结构对于优化过渡金属氧化物的电化学性能至关重要。北京化工大学杨志宇研究员及团队在知名期刊Advanced Energy Materials上发表了题为“Elevating the Orbital Energy Level of dxy in MnO6 via d–π Conjugation Enables Exceptional Sodium-Storage Performance”的文章。过渡金属氧化物 (TMO) 具有固有的低电子电导率,而原子轨道相关的调节对于促进储能应用中的电子转移动力学至关重要。该研究利用 d-π 共轭策略来提高 TMO 的电子电导率。选择具有大共轭体系的酞菁 (Pc) 分子来修饰过渡金属氧化物 (δ-MnO2)。通过密度泛函理论(DFT)模拟,验证MnO2和Pc之间的强d-π共轭可以提高MnO6单元中低能轨道(dxy)的轨道能级,进而提高dxy的氧化还原活性,从而显著提高电化学钠存储性能。结果与讨论作者采用扫描电镜和透射电镜等设备分析材料的形貌结构,X射线能谱分析样品的电子结构和成分信息,紫外可见吸收光谱检测材料在250-800nm波长范围带隙,采用X射线吸收光谱展现材料的边缘结构和精细结构。使用北京卓立汉光仪器有限公司自主研发的Finder Viseta激光显微共聚焦拉曼光谱仪检测原位拉曼光谱,用于揭示其充放电循环过程中结构变化。图1 a)MnO2-Pc合成示意图;b)XRD谱图;c)FTIR光谱图;d)能量损失图;e) TEM图像;f)选定区域电子烟摄图;g)高分辨率TEM图像;h-l)元素映射图图2:a)CV曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在20 mV s&minus 1;b)GCD曲线,MnO2-Pc 和MnO2 在 1 Ag&minus 1;c)GCD曲线,MnO2-Pc在不同电流密度下;d)比容量 ,MnO2-Pc和MnO2在不同电流密度下;e)Nyquist图,MnO2-Pc and MnO2;f) CV曲线,MnO2-Pc在不同扫描速率下;g)拟合曲线 h)电流贡献值 i)三次充放电过程中原位拉曼光谱图图3 a-c)pDOS(投影状态密度)曲线;d)轨道能级图;e-f)计算 ELF的DFT切片;g)轨道能级提升和加速电子转移特征示意图。图4 a) MnO2-Pc(阴极)// AC(阳极)ASC原理图。b) 1.0 m Na2SO4溶液中MnO2-Pc和AC的CV曲线。c) 100 mV s&minus 1时不同电位范围的CV曲线。d)不同扫描速率下CV曲线;e) GCD曲线(不同电流密度)。f)本工作中ASC的Ragone图与报道结果进行比较。结论:本文用 Pc 修饰 MnO2 以调节低能轨道 dxy 的轨道能级,并获得了更高的 MnO2-Pc 电化学储能性能。DFT 研究表明,轨道杂化引起的强 d-π 共轭提高了 dxy 的轨道能级并扩展了轨道能量分布,从而促进了电子转移动力学并激活了 dxy 的氧化还原活性。轨道能级提升策略有效地提高了 MnO2-Pc 的电化学 Na+ 存储能力。获得的 MnO2-Pc在 1 A g-1 时显示出 310.0 F g-1 的高比电容,在 20 A g-1 时显示出 211.6 F g-1 的优异倍率容量。这项工作为改进 过渡金属氧化物的电化学 Na+ 存储提供了轨道能级提升策略的机理见解,这种有效的策略可以扩展到储能应用中其他先进电极材料的设计。原文链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202300384相关产品推荐本研究的拉曼光谱采用Finder系列拉曼光谱仪检测,该系统全新升级为930全自动化拉曼光谱分析系统,如需了解该产品,欢迎咨询。产品链接:https://www.zolix.com.cn/Product_desc/1105_1562.html 作者简介杨志宇,北京化工大学研究员。北京理工大学博士学位,清华大学博士后。主要研究方向为电化学领域。目前的研究方向是 (i)电化学储能,(ii)电催化CO2还原,电催化甲酸氧化和电催化氮还原 (iii)电容除盐。已发表一作、通讯SCI论文60余篇,包括JACS、AEM、AFM、Nano Energy、JEC、Small、CEJ、JMCA、JPS,申请专利7项,授权5项。免责声明北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容(含图片)来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们联系,会第一时间及时处理。我们力求数据严谨准确,如有任何疑问,敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
  • 超级电容器多孔炭首个国际标准发布
    记者24日从中国科学院山西煤炭化学研究所获悉,日前由该所主持,宁波中车新能源科技有限公司、深圳市标准技术研究院及国家纳米科学中心共同参与制定的国际标准——电化学电容器多孔炭(简称电容炭)空白详细规范,经国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会通过,正式对外发布。该标准由中国科学院山西煤炭化学研究所709组技术团队承担制定工作。  这一电容炭领域首个国际材料空白详细规范,全面梳理了材料对器件性能的影响因素,包括电容炭的化学、物理、结构及电化学关键控制特性23项,其中电化学关键控制特性除了比容量、倍率性能等一些短期性能指标,还包括了下游用户更加关心的长期稳定性、温度耐受性等指标。标准对这23项关键控制特性的测试方法进行了详细的阐述,并且通过查阅国际国内标准,对这些测试方法的标准化成熟度进行了归类。  技术团队通过主持该标准的制定,一方面能全方位梳理总结材料影响器件性能的潜在因素,从内部把技术做精做细,另一方面也能促进国内研发人员与技术水平先进的国际公司充分交流,帮助技术升级,从而助力国产电容炭走向国际市场。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛用于电力监测通信终端、电网调频和规模储能等领域,拥有广阔的市场前景。然而,我国电化学电容器的关键活性材料——电容炭,长期依赖日韩进口。  近年来,我国电容炭生产技术取得重要突破。中国科学院山西煤炭化学研究所打通电容炭料—材—器—用技术创新链,成功实现成果转移转化,启动500吨电容炭产业化项目建设,目前已进入量产阶段。在电容炭研究过程中,科研人员发现其制备工艺路线长、影响因素繁多、构效关系复杂,缺乏标准文件指导。  基于此,技术团队自2019年向IEC(国际电工委员会)提出制定电容炭空白详细规范国际标准和超级电容器电极片空白详细规范的标准提案,旨在通过一系列高质量的国际标准“组合拳”引导该行业健康快速发展。
  • 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展
    p   近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队,以及中科院金属研究所成会明、任文才团队合作,采用丝网印刷方法规模化制备出高度集成化、柔性化、高电压输出的石墨烯基平面微型超级电容器,相关成果发表在《能源与环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。 /p p   微型化、柔性化电子器件的快速发展,让人们对与之匹配的微型储能器件的需求越来越大。然而,单个微型储能器件的输出电压和电流有限,难以满足需要高电压、大电流驱动的电子器件的应用需求,在实际中通常需要将多个储能器件进行串联和(或)并联集成来提高电压和(或)电流。目前集成化储能器件一般需要借助金属连接体,导致器件一体性、机械柔韧性差,加工过程复杂,以及性能难以定制。因此,急需发展新的规模化技术来批量化制备高度集成、性能可定制的微型储能器件。 /p p   在该工作中,研究人员首先发展了一种具有优异流变学和电化学性能的石墨烯导电油墨,然后采用丝网印刷的方法,利用一步法实现了平面型及集成化微型超级电容器的集流体、图案化微电极和器件间导电连接体的制备,大大简化了制作流程,显著提高了集成器件的整体性和机械柔韧性。根据不同的实际应用需求,科研人员不仅可以对集成化微型超级电容器的形状和大小进行有效调控,而且能够实现任意数量平面微型超级电容器的串并联集成,进而有效定制输出电压(几伏至几百伏)和电流(纳安至毫安)。例如,由130个单器件串联得到的微型超级电容器模块,其输出电压可达到100V以上。该工作证明了石墨烯导电油墨可以同时作为集流体、导电连接体,以及高容量电极材料,丝网印刷技术可以高效、规模化地制备出高度集成化、一体化、高电压输出的平面微型超级电容器,获得的模块化器件具有出色的良品率、性能一致性、高电压输出等特征,具有广阔的应用前景。 /p p   上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、大连化物所科研创新基金等的资助。) /p p style=" text-align: center " img title=" W020181210353843556910.jpg" alt=" W020181210353843556910.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/01dbcb67-90ca-4395-a863-2e1d7866840e.jpg" / /p p style=" text-align: center " 规模化制备高度集成微型超级电容器研究获进展 /p
  • 超级电容器用电极片首个国际标准发布
    近日,中科院山西煤炭化学研究所(以下简称山西煤化所)主持制定的国际标准IEC/TS 62565-5-2 (超级电容器电极片—空白详细规范)由国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会(IEC/TC 113)对外正式发布。  该标准是超级电容器用电极片的首个国际空白详细规范,详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及其相应测试方法。  电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究以来,打通了“原料—材料—器件—应用”产业创新链,建立了超级电容器中试平台,用于评估电容炭的电化学性能,进一步反馈指导材料研发、生产和质量控制。该所科研人员发现,对超级电容器电极片的关键控制特性进行准确表征,并阐明“电容炭—电极片—电容器”之间的构效关系,对整个产业链的基础科学研究和技术开发十分重要。  2018年,山西煤化所提出制定电极片空白材料规范的设想。2020年,该标准项目正式立项。  该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,为促进相关领域行业技术交流、技术合作及消除贸易壁垒提供支持。同时,该标准是超级电容器用电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC 113引入了超级电容器及其材料的概念,开启了IEC/TC 113在超级电容器用炭纳米结构材料领域的国际标准化制定工作,提升了我国在相关领域的国际影响力和话语权。
  • 大连化物所研制高系统性能和高集成度的微型超级电容器模块
    近日,大连化物所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队与单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员团队,以及中国科学院深圳理工大学、中国科学院金属研究所成会明院士等合作,开发了高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术,研制出具有高系统性能和高集成度的小型单片集成微型超级电容器。   为适应小型化、可穿戴、可植入微电子设备的快速发展,需要发展具有小体积、高集成度、高性能和高兼容度的微型储能器件。平面微型超级电容器由于无需隔膜和外部金属连接线的特殊结构,同时具有可靠的电化学性能和易于调控的连接方式,在微电子领域有着重要的发展潜力。然而,由于缺少可靠的高精度微电极阵列制备和高效的电解液精确沉积技术,大规模制备高集成度、高性能的微型超级电容器仍具挑战。因此,急需发展创新性的微加工技术,来实现规模化、稳定性地制备高度集成、高性能、可定制的微型超级电容器。本工作中,合作团队发展了一种结合高精度的光刻、自动喷涂和3D打印技术的通用可靠策略,实现了高精度微电极阵列的大规模制备和凝胶电解质精确快速添加,研制出具有高面积数密度、高输出电压、性能稳定的集成化微型超级电容器模块。团队首先采用高精度光刻加工技术和高稳定性自动喷涂技术,制备出超小型集成化微型超级电容器,单个器件的面积仅为0.018cm2,器件间距为600μm,实现了面积器件数密度为每平方厘米28个,即3.5×4.1cm2区域内包含400个器件。随后,团队设计并发展了具有优异流变特性的凝胶电解质墨水,采用精确可控的3D打印技术,实现了极小区域内电解质的精确均匀添加,使得相邻单元微器件之间形成良好的电化学隔离,所得集成化微型超级电容器可以稳定输出200V的高电压,单位面积工作电压达75.6V/cm2,是目前已有报到工作的最高值。此外,该微型超级电容器模块在162V的极端工作电压下,循环4000次后,仍然保持92%的初始容量。该工作为超小体积、高电压微型功率源的发展奠定了一定的科学基础。   相关研究成果以“Monolithic integrated micro-supercapacitors with ultrahigh systemic volumetric performance and areal output voltage”为题,于近日发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。该工作的共同第一作者是我所508组博士后王森和1820组博士后李林梅。上述工作得到国家自然科学基金、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、大连市高层次人才创新支持计划、中国博士后科学基金等项目的资助。
  • 高能镍碳超级电容器问世 解决电动车电源问题
    周国泰院士(左二)和科技人员一起检验汽车用高能镍碳超级电容器   你看满大街上跑的汽车,有几辆是电动车?   2008年北京奥运会,2010年上海世博会,人们看见电动汽车上路了,跑起来了。让人振奋!   可是,到了今天,电动汽车还是“雾里看花”。   怎么回事呢?   周国泰院士斩钉截铁地说,问题出在电动车的电源上。电动车的电池技术还没有“过关”。   这是在北京的总后军需物资油料部“周国泰院士工作室”,科技日报记者采访周国泰院士的一段对话。   紧接着,周国泰说:“如今,我们研发成功了高能镍碳超级电容器,这是电动车电源的一个新突破,将对电动车产业发展带来深刻影响。”   他随手拿给记者一份邀请函,是8月24日天津市政府印发的。上面写道:“天津市围绕推动新能源产业发展,与中国工程院院士周国泰合作,成功开发出高能镍碳超级电容器产品。经天津市科委组织成果鉴定,达到国际先进、国内领先水平,在电动汽车和储能电站中将具有竞争优势。天津市人民政府定于2011年9月1日上午10时在天津大礼堂召开高能镍碳超级电容器产品新闻发布会。”   眼前的周国泰院士,怎么搞起电动汽车研究了?   周国泰,我国军用、民用功能服装材料和士兵个体防护研究领域的知名专家。   从一名战士,到大学生,到走上总后军需装备研究所的科研之路,几十年来,周国泰在防弹装备、特种防护服装和防寒保暖材料研究等方面,取得多项成果。先后主持研制防弹背心、防弹头盔,解决了防弹材料及防弹结构体复合成型、树脂基体合成等一系列技术关键,研究成果居国际先进水平,他研制出的服装已装备军、警、法等部门,并出口美国等10余个国家。开展静电防护理论、特种防护服装研究与技术开发,研制的防静电、抗油拒水、阻燃等系列防护服装,装备到全国各大油田,并广泛用于石化、冶金、林业等部门。主持被服保暖材料、保暖机理和生产技术研究,合作研制成功热熔粘结絮片和PTFE防风防水透湿层压织物,广泛用于作训服、防寒服、南极考察服和运动服等。创建我国服装工效研究中心和单兵防弹装备V50弹击试验室,系统开展了服装工效学研究,实现了我国防弹装备测试评价与国际接轨。曾先后获得国家科技进步一等奖3项、二等奖3项,省部级科技进步奖多项成果奖励。1999年,当选为中国工程院院士,并晋升为少将。   今天的话题,还是谈谈你搞的超级电容器吧。   “你千万别说是我一个人搞成的。我有一个研发团队,有中央领导同志、有多个部委的关心支持,有天津市、张家港市、淄博市,有一大批多学科、多领域的专家协同合作创新,才开发出超级电容器,成为电动汽车的新电源。”院士、将军集于一身的周国泰,说话睿智果断,开门见山。   高能镍碳超级电容器,有哪些技术突破   高能镍碳超级电容器,成为一种用在电动车上的全新电源,周国泰说:“实现了几个突破。”   周国泰介绍,高能镍碳超级电容器,首先在加大材料的比表面积上实现突破。传统电容,100年前就发明了,电容是靠比表面积存储电荷,其优点是可无数次充放电,而且不发热。储电量的大小由其内部比表面积大小而决定。超级电容器,就是在研发出新材料的基础上,尽可能地扩大比表面积,使储电量大幅增加 第二,超级电容在正负极的材料结构上获突破。电池的优点是储电量大,由电能转化成化学能,再转化成电能释放出来,其比功率比传统电容高得多。超级电容,在结构上实现了电池和传统电容的内并,实现了电池和电容的优点兼备。   锂离子电池,不是业界推崇的电源吗?周国泰说:“技术还不过关!”他将这种电池与超级电容器作了比较。   第一,锂离子电池存在安全隐患。锂离子、有机电解质,其本身有易燃、易爆性,杭州、上海曾发生的电动汽车自燃事件,今天谈起来还让人后怕。超级电容器,充满电后用射钉枪打,使其短路,任何反应都没有 放火上烧,不锈钢外壳快烧红了,也没发生爆炸。锂离子电池,一旦发生短路,就会燃烧或者爆炸。   第二,锂离子电池,基本是300A电流充电,时间长,一次充电要6—8小时,使用不方便。超级电容器,可1500A,甚至3000A大电流充电,单块充满电只要几秒钟,上百块串联在一起充电,6分钟可达90%以上。   第三,锂离子电池寿命短。充放电的标准是2000次,目前很少有能达到的,即使达到了,性价比不实用。超级电容器,可大电流充电,瞬间大电流放电,效果理想,充放电可达5万—50万次,而充放电的国家标准是5万次。就说在淄博那次试验,公交车装上超级电容器充电后,乘坐满员,上了高速路,时速120公里,一次充电跑了210公里。使用超级电容器的小轿车,瞬间可大提速,时速可达130公里。   “你说超级电容器的优势怎么样?”说到此,周国泰问记者。大家都笑了。   回顾电动汽车发展历程,人们不难掂量出超级电容器的分量,也不难理解天津市政府为什么要召开新闻发布会的原因。   电动汽车诞生有100多年了,1839年,苏格兰人罗伯特安德森造出了世界上的第一台“电动车”。不过它不十分成功。主要原因是,电池寿命太短,电力太小,只能挪动一个非常轻的底盘。到了19世纪后期,长效电池诞生,促进了电动车的进一步发展,人们才在伦敦的大街上见到电力驱动的出租车,不过行驶距离非常短,还必须不停地在充电站里充电。   罗伯特不会预想到,历史进入到21世纪,随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车成为解决这两个技术难点的最佳途径。电动汽车也随之成为世界各国的选择和技术竞争的一个焦点。   一些专家曾经估计,全球能源矿产资源仅够支撑不到100年 而我国的石油只能支撑国内消耗30年,煤炭最多能支撑100年。目前,我国每年有85%的汽油和20%的柴油被汽车烧掉,汽车无疑成为了能源消耗大户,能源紧张与汽车行业发展的关系十分密切。如果中国的人均汽车拥有量追上美国,中国的道路上就会奔跑着6亿多辆小汽车,这一数字将超过世界其他国家小汽车数量的总和,对能源的需求将不言而喻,中国必将成为第一大油耗和石油进口国。   国人不会忘记,当年铁人王进喜在首都北京看到汽车背着的“大包袱”,缺石油,被人瞧不起啊!   到了今天,汽车背的“大包袱”没有了,可城市却背上了“大包袱”。从地上看天,见不到蓝天白云,从空中往下看,灰蒙蒙的,不见城市的倩影。说重了,是民族的耻辱!   从能源、环境的角度审视,发展新能源汽车,是我国的必然选择。而且从技术的角度看,我国有自身的优势。   据相关资料显示:我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年,但在电动汽车领域,我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小,并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现跨越发展提供了一次历史性的机遇,更重要的是我国还有后发优势。目前,我国电动汽车的研发已具备一定的基础,一些企业在20世纪90年代中期就推出了电动汽车样车。   我国“八五”以来电动汽车被正式列入国家攻关项目,对电动汽车的投入显著增加。我国的汽车企业和高校、科研院所等200多家单位投入了大量的人力、财力和物力研发电动汽车,并取得了一系列科研成果。“九五”期间,电动汽车被列入863计划12个重大专项之一,全国汽车标准化技术委员会于1998年新组建了电动汽车车辆标准化分技术委员会。科技部又于2001年启动了电动汽车重大科技专项,使我国电动汽车技术水平和产业化程度与国外处在同一起跑线上。     现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上,又派生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车,简称PHEV。目前在全世界,电动汽车一直是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。   然而,制约电动汽车发展的瓶颈,还就是电池。世界电动车协会主席陈清泉在2011中国长春国际汽车论坛上表示,当前我国电动汽车电池技术存在两个明显缺点:第一个缺点就是缺乏深层次技术。比如电池的化学问题、物理问题、温度问题、结构问题等,在这些方面我们研发还不够,没有能够建立数学模型把这些问题搞清楚 另一个缺点是缺乏评价体系。比如电池的安全性怎么样,在高温、低温环境下能不能正常工作,这些都没有一个好的评价。   有资料介绍,电动汽车对电池的要求比较高,电池要具备高比能、高比功率、快速充电和具有深度放电功能,循环和使用寿命要长。铅酸电池,虽然其比能量、比功率和能量密度都比较低,但是高的性价比使其应用广泛,然而带来的是严重的环境问题。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池,但是其性价比不高,含重金属,用完后回收处理难,若遗弃会对环境造成严重污染。   目前,越来越多的研究人员选用锂离子电池作为电动汽车的动力电池,但这种电池的缺陷十分明显,前面已叙。   “针对目前各种电池的缺陷,我们开发了超级电容器。”周国泰顿了一下,说,这种电容器的技术优势前面说了。所以,很顺利地通过了天津市科委组织的成果鉴定。   高能镍碳超级电容器,老百姓也用得起   有专家说,目前,几乎所有的人都认为电动汽车是未来的发展趋势,但种种迹象表明,电动汽车离我们还是比较遥远。但电动自行车风靡全国,每天提几公斤的电池上下楼,在居民小区并不鲜见。电动汽车怎么办?   为此,有学者发表文章,对电动汽车提出种种担忧和质疑。有说电动汽车在电池上不成熟的,有说原子电池、聚合物电池、燃料电池、锂离子电池等任何电池都不环保的,各种议论不绝于耳。   有各种质疑和担心,也属正常。科技创新,正是在质疑中前行、在争论中创新的。说着,周国泰从沙发上站起来:“在发展电动汽车的过程中,有各种担心,是可以理解的。电池的问题卡住了电动汽车的脖子,这也是事实。”他扳着手指头,就说公交车吧,一辆公交车,走100公里,若用油30升,按8元1升算,要240元 而用电,走100公里。用电70度,每度电平均按6毛钱算,是42元钱。还是用电省吧。因此,发展电动车,不应动摇!   还以锂离子电池为例,与超级电容器比,锂离子电池成本7万元,充电2000次,每充电1次按行驶100公里算,20万公里就要更换电池 超级电容器,也按充电1次行驶100公里算,可充电5万次,甚至可达10万次、50万次,超级电容器的价格不高于锂离子电池。超级电容器回收后,对材料再激活处理后还可以使用。计算一下,综合成本有多低!这样,老百姓是不是就能用得起了?   超级电容器的生产是环保的,你可以到淄博年产100万只的生产基地去看,生产车间,只有一个地漏,那是用来打扫卫生冲水用的,整个生产过程,不产生废水、废气,没有污染排放。还用担心环保问题吗?   高能镍碳超级电容器,“协同会战”的结果   话题回到采访周国泰院士的开头。他还是坚持说那句话,超级电容器的研发,是多方支持,多领域、多学科专家协同攻关的成果。   “周院士说的是事实!”原海军后勤部技术装备研究所研究员陈同柱讲起了周国泰。   周院士是一位军人科学家。多年来,他创建了我们国家的军事科研的新模式和新路子。他作为领军专家,坚持军民融合发展,他把军内外有关专家,战略研究的,军事需求的,科研管理的专家都联合起来,充分集成地方的科研力量、技术成果,甚至地方的资金资源,高效组合起来,形成优势。这就是他的“小核心大联合”的科研创新模式。   陈同柱说,就说超级电容器这个新能源项目,看起来是解决电动汽车动力问题,最终是军民两用,可能在潜艇、航天,包括新型飞机、导弹都可应用,解决国防军事急需的新能源,花了最少的钱,取得了大成果。现在,导弹、飞机、航天火箭,液体燃料的推力远远不够用了,他的科研找到了路子,很可能要在这方面突破。这就是军民融合。   回顾周国泰的科研历程,他倡导“大科研”的思路清晰可见。   多年来,他打破研究所的“高大院墙”,广泛合作,先后有十几名院士和知名专家给他当顾问,直接参与课题研究。他把研究室主任带到训练场上去,带到船上去,干什么?上去找科研课题。他说,你研究的防寒服装,要自己穿上到寒区部队去和战士一块体验。比如,研究出舰船食品,就到船上去,风浪颠簸后看自己能不能吃。   他说:“好舵手会用八面风!科研,要兼容式、融合式,广泛联合、协作,充分发挥各方面的力量,发扬‘两弹一星’精神!”正是这样,在“九五”期间,周国泰创造了一个不足百人的研究所获得11项全军科研重大贡献奖,而有几千人的一个研究院才获9项。   关于获得多方面支持和合作,周国泰讲了一个故事。   一次,周国泰向一位中央领导同志汇报,说超级电容器用在电动汽车上,从起步,上坡,提速,包括充电速度如何快等等,讲得头头是道。这位领导同志说,我不听你讲,把车开来看看。   果然,周国泰把车开来了,领导坐了一圈,给予肯定:好!并详细过问还有什么困难。这件事发生在2010年。   超级电容器研发,像许多创新成果一样,最初从实验室做起,始于2008年。   怎么想到了研发超级电容器呢?   先看看这一年有关电动汽车的信息,各种电池技术及生产的消息,铺天盖地。人们的胃口吊起来了,期待着大街上有更多的电动汽车在跑。同时,业界在电动汽车电池技术上,也有不少争论。有人认为,电动汽车电池技术上解决了,只是成本高,国家出台补贴政策,就能推进电动汽车产业的发展。也有人提出,靠国家补贴,不是长久之计,有人在借机圈钱,电池技术还没有真正“过关”。   在这样的氛围下,周国泰组织创新团队攻关。他注意到,有人在传统电池上做文章,力求技术新突破。传统电池,是电能变成化学能,再转变成电能。而传统电容,是做大比表面积,通过研发各种物质材料,用增加比表面积的办法,来提高电容的性能。比表面积最大的材料,是活性碳。周国泰,在传统电池和传统电容之间,选择了一条科研的“中间路线”,集成电池和电容的优点于一身。   科技创新,往往是在不经意间,又往往以科研思路正确取胜。有成就的科学家,首先是在科研思路和方法上与众不同,从而获得科学突破。周国泰就是这样的科学家。在近4年的时间里,他领着科研团队,日夜苦干。他像当年研究石油工人防护服那样,从实验室到油田,身背大包服装搞试验,四处奔波 他像当年研究作战防护服、防弹头盔那样,上靶场,进深山,钻猫耳洞。研发超级电容器,还是那样“拼命三郎”。为此,4年间,周国泰病倒两次住院。   这里难以记述周国泰和研发团队更多的创新故事。不过,在近4年的时间里,他和研发团队终于获得了新成果:高能镍碳超级电容器。在天津市科委组织的成果鉴定会上,获得很高的评价。   采访周国泰院士,他不愿讲自己“过五关、斩六将”的故事,而是不间断地谈超级电容器研发获得的方方面面的大力支持和研发中的大团队协同。   他说,这是事实啊!从中央领导,到国家发改委、科技部等多个部委、天津市、天津市科委、张家港市、淄博市等,各级领导重视、关心、支持,涉及汽车等多领域、多学科专家密切合作,步调一致,协同攻关。不如此,这个超级电容器搞不出来,更不能成功用在汽车上。   举个例子吧。发改委的有关领导多忙啊!可是,领导多次表示:“周院士来谈项目,随时可见。”   做实验,急需一笔资金,张家港市委书记黄钦、市长徐美健得知后,当即拍板:“资金一周内到位。” 徐美健说:“这是国家的大事、民族的大事,即使失败了,我们张家港也愿意交这个学费!”   超级电容器中试,需要投入一笔资金,建中试生产线,淄博市委书记刘慧晏、市长周清利也还是当即决定:“中试生产线建在淄博,年产100万块,投资一周内到位。”周清利说:“实现零排放,还百姓一片蓝天是我们共产党人的责任,我豁出老命也要一干到底。”不仅如此,市科技局局长周元军就住在厂里,中试生产线高质量、高标准,以最快的速度建成。   周国泰还讲了几件他难忘的事。   超级电容器要在汽车上做试验。那是一个大冬天,北京那天出奇的冷。淄博市科技局局长周元军带着汽车,大汽车上驮着小汽车,一路从淄博赶到北京,下了车双手冰凉,身体发抖。再看几位穿工作服的随行,装车、卸车。旁人不知道,这几位是山东理工大学领军级的教授啊!   超级电容器做汽车发动机试验,涉及到天津军交实验室、天津无线电18所、汽研中心等多家单位、多位科研人员,大家一呼百应,一项试验要求5天完成,天津军交学院院长犹如战场下命令:“5天完成,只能提前。”   尤其是天津市,张高丽书记在不到一年的时间5次亲自召开会议协调和讨论此项目,并做多次批示。分管工业的副市长王治平召开20余次专门会议协调政府有关部门。天津市有关企业联合攻关,科委领导多次来试验室,具体指导项目的进程。他们心中装的是环境,装的是百姓,装的是那一片蔚蓝的天!   周国泰说:“我不是搞汽车的。超级电容要用在汽车上,如果没有这样的大力支持、协同攻关、良好的合作,是根本不可能的!协同,使每个人的创新潜能充分释放出来,整合起来。”   又说起为研发超级电容器项目,周国泰不到4年两次住院。院士也当了,将军的衔也授了,功成名就了,何必再“拼命”呢?!   周国泰说:“节能减排,哥本哈根会议上,温总理有承诺。还老百姓一片蓝天,作为科技工作者,我有一份责任!”   走出周国泰院士工作室,记者还回味着这句话。
  • 哈工大(深圳)魏军团队 AFM综述:3D打印超级电容器 - 技术、材料、设计及应用
    便携式、柔性和可穿戴电子设备的发展促进了高性能的电化学储能设备的快速发展。与电池和燃料电池相比,超级电容器表现出显著的优势,具有优异的倍率性能、杰出的循环寿命和卓越的安全性。然而,超级电容器的能量密度相对较低,不足以为电子设备提供连续且稳定的电源。为了提高能量密度,厚电极设计是有效的手段。而在传统的三明治结构的超级电容器中,平面电极的活性材料质量负载是相当有限的。设计三维多孔电极可以有效地提高活性物质的质量负载,同时保持较短的离子/电子传输距离和快速的反应动力学。但传统的制备三维多孔电极的方法通常复杂、昂贵、耗时,并且很难精确控制电极的结构。3D打印技术,通过计算机辅助设计/制造模型,对预定义的3D模型进行数字化控制,使得在短时间内精确控制和制造复杂结构成为可能。区别于传统的等材和减材制造技术, 3D打印技术可以实现几乎任何所需的立体几何形状,不需要所谓的模具或光刻掩模。这使得打印的超级电容器具有可调整的几何结构、高度集成、节省时间和低成本、以及卓越的功率和能量密度。为了总结这一领域的最新进展并为未来的研究提供设想,来自哈尔滨工业大学(深圳)的魏军教授团队,在Advanced Functional Materials上发表题为“3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications”的综述文章,回顾了3D打印超级电容器的最新进展,如图1所示。 图1. 3D打印超级电容器研究进展首先,介绍了用于制备超级电容器的代表性的3D打印技术,不同技术的原理图和特点如图2所示。 图2. 制备超级电容器的各种3D打印技术的原理图和特点接下来,文章重点介绍了超级电容器的可打印模块,包括电极、电解液和集流体,如图3所示。 图3. 用于3D打印超级电容器的材料在研究合适的可打印材料的同时,制造中的打印设计对于优化超级电容器的性能也是重要的。因此,文章总结了电极的设计(图4)、打印电极的后处理,并概括了3D打印超级电容器的不同构型(图5)。图4. 3D打印电极的不同结构设计 图5. 3D打印超级电容器的构型此外,还总结了3D打印超级电容器的各种应用,包括柔性可穿戴电子设备(图6)、自供电集成电子设备和传感系统(图7)。 图6. 不同类型的智能响应型超级电容器 图7. 3D打印的自供电集成系统,和超级电容器驱动的传感器系统。如图8可知,目前制备的3D打印超级电容器的能量密度与铅酸、镍氢电池和锂电池相当,有的甚至更高。 图8. 3D打印超级电容器的 (a)质量Ragone图, (b) 面积Ragone图最后,总结了目前3D打印技术的局限性和未来3D打印超级电容器的研究面临的挑战,并提出了一些可能的研究方向。 图9. 3D打印超级电容器的未来展望文章信息:Mengrui Li, Shiqiang Zhou, Lukuan Cheng, Funian Mo, Lina Chen,* Suzhu Yu,* Jun Wei,* 3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications, Advanced Functional Materials, 2022, 202208034.原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202208034
  • 比奥罗杰参展2016年超级电容器关键材料与技术专题会议
    为发展超级电容器器件及关键材料,促进解决关键科学问题,突破应用瓶颈,进一步推动超级电容器关键材料及技术的发展,促进我国超级电容器行业的健康有序融合与发展,由中国化工学会储能工程专业委员会主办,燕山大学环境与化学工程学院承办的“2016超级电容器关键材料与技术专题会议”于2016年8月25-27日在秦皇岛召开。比奥罗杰携SP-300系列高性能电化学工作站参展了本次会议, SP-300电化学工作站现场测试超级电容器样品表现出的稳定性及精确性让参会的超级电容器科研老师对bio-logic系列电化学工作站表现出浓厚的兴趣,并非常欣赏EC-LAB电化学软件在超级电容器应用上的优化。第一分会场报告实况 Bio-Logic仪器展示 晚宴黄晟副校长致辞 报到大厅
  • 第八届超级电容器及关键材料学术会议顺利召开
    为推动超级电容器器件、关键材料及相关技术的发展,解决瓶颈性问题,促进我国超级电容器行业的持续发展及有序融合,2023第八届超级电容器及关键材料学术会议于2023年7月21-23日在天津滨海丽呈酒店顺利召开。华洋科仪作为大会主要赞助商之一,携法国BioLogic最新系列电化学工作站产品出席了此次会议,吸引了众多参会者纷纷驻足咨询交流,了解最新的技术应用。随着能源危机与环境问题不断加剧,如何开发新的绿色能源已经成为全球关注的大事。超级电容器作为新一代绿色能源技术之一,近年来备受关注。华洋科仪一直致力于为我国各学科领域的前沿科学技术发展贡献一份力量,我司总代理的法国BioLogic电化学工作站及电池测试系统,能够为超级电容器器件及关键材料的科学研究提供完整的解决方案,满足不同用户的需求。华洋科仪报导2023年7月23日
  • 大连化物所吴忠帅团队研制出可定制化全3D打印锌离子杂化电容器
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队,提出了通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法,构建全打印可定制水系锌离子杂化电容器的新策略。团队利用该策略,构筑了具有分级多孔结构的高面容量正极,以及无枝晶稳定结构的锌金属负极,制备出高比能、长循环稳定的锌离子杂化电容器。随着定制化电子产品使用的增加,发展高能量密度且形状可定制的电化学储能器件已逐渐成为清洁能源转化和存储的迫切需求。锌离子电化学储能器件因其低氧化还原电位(-0.76 V)、高理论电容(823 mA h/g)、高安全性而引起了广泛关注。锌离子杂化电容器有效结合了锌离子电池和超级电容器的优点,可同时实现高能量密度和高功率密度。然而,水系锌离子杂化电容器仍存在面容量较低、锌枝晶生长及器件形状因子的限制,阻碍了其在实际应用中的进一步发展。本工作中,该团队通过油墨直写成型和熔融沉积成型两种3D打印方法构建了全打印锌离子杂化电容器,包括多孔微晶格正极、无枝晶的金属锌负极、凝胶电解质和塑料封装。其中,锌负极上打印的金属稳定结构有效地抑制了锌枝晶的生长,延长了锌离子杂化电容器的循环寿命(10000次循环后的电容保持率为100%)。分级多孔正极提高了活性材料的面积负载,从而提高了锌离子杂化电容器的面积电容,所制备的锌离子杂化电容器表现出4259 mF/m2的高面电容和1514 μWh/cm2的高面能量密度。团队结合熔融沉积成型3D打印技术,在构建锌离子杂化电容器的基础上,构筑出了与电极结构相符的封装结构,成功实现了形状可定制的全3D打印锌离子杂化电容器。该工作展现了3D打印技术在可定制化储能器件的应用潜力。相关研究成果以“All 3D Printing Shape-conformable Zinc Ion Hybrid Capacitors with Ultrahigh Areal Capacitance and Improved Cycle Life”为题,于近日发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。上述工作得到国家自然科学基金、中科院洁净能源创新研究院合作基金、辽宁省中央引导地方专项等项目的资助。文章链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202200341
  • 山西煤化所主持的一项超级电容器用材料领域国际标准正式发布
    近日,由山西煤化所主持制定的国际电工委员会(IEC)国际标准IEC/TS 62565-5-2 《Nanomanufacturing – Material Specifications – Part 5-2: Nano-enabled electrodes of electrochemical capacitor – Blank detail specification》正式发布。该标准提案于2018年提出,2020年5月立项,山西煤化所王振兵和陈成猛担任项目组组长,黄显虹作为执行负责人,项目组由来自中国、加拿大、韩国、德国、俄罗斯的十名专家组成,制定过程广泛采纳征求IEC成员国意见,为标准的高适用性和广泛采用奠定了基础。 电化学电容器以其超快的充放电能力、长循环寿命、宽工作温度范围、高安全可靠性和低维护成本,被广泛应用于电动汽车、高速列车、飞机、光伏、风电和电子等领域。山西煤化所开展超级电容器研究十余年,打通“材料-器件-应用”产业创新链,在国产化超级电容器用纳米孔结构活性炭材料技术攻关过程中,建立了超级电容器中试平台,用于评估材料的电化学性能,进一步反馈指导材料的研发、生产和质量控制。山西煤化所科研人员发现,超级电容器电极片的制备工艺和理化关键控制特性,不仅能反映原材料的特性,而且直接决定器件的性能,是原材料和器件之间的关键桥梁,因此超级电容器电极片的准确表征对整个产业链的高质量发展十分重要。 目前,国际国内对于超级电容器电极片的标准化仍是空白,亟需标准化的规范引领指导。山西煤化所科研人员基于行业需求,通过研发积累、与产业界广泛深入交流以及对科学文献和标准方法进行系统调研,提出了超级电容器电极片的首个材料规范标准,该标准详细梳理了电极片影响器件性能的化学、物理、结构和电化学关键控制特性及相应测试方法。 该标准的发布,将为超级电容器电极片统一术语概念、规范生产流程、建立产品规范提供指导,促进相关领域行业技术交流、技术合作,并为消除贸易壁垒提供标准支持。同时,该标准是超级电容器电极片的首个国际标准,填补了国际标准化的空白,也为IEC/TC113(国际电工委员会纳米电工产品与系统技术委员会)引入了超级电容器的概念,开启了国际电工委在该领域的标准化制定工作,提升了我国在超级电容器用材料领域的国际影响力。
  • 半导体电容器组件三合一检测关键技术通过评价
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,评价会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所等单位的7位专家组成的评价委员会,认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。据悉,广州诺顶智能科技有限公司自主研发的设备覆盖芯片、元器件、通信、汽车电子、新能源等领域。2020年,该公司在芯片半导体微小器件领域投入大量研发后,成功研发出01005级别微小器件封测技术。科技成果评价会议现场。中国工程院院士谭建荣以线上方式参加评价会议。评价专家与项目团队合影。项目产品(局部)。本文图片由朱汉斌拍摄
  • 大连化物所发表可降解聚合物基超级电容器的综述论文
    近日,我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组(508组)吴忠帅研究员团队发表了有关可降解聚合物基超级电容器的综述文章,系统总结了生物可降解聚合物在超级电容器中的应用现状,并对该领域存在的挑战和机遇进行了展望。   超级电容器在未来可穿戴和可植入电子设备领域具有应用潜力,但用于超级电容器的传统材料往往不可降解,随着其推广应用,将产生大量的电子垃圾,无法满足当今社会日益增长的环保要求。生物可降解聚合物包括天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物,它们在自然条件下可以被分解为无害的小分子,而且优异的生物相容性使其避免了对环境的污染和生物的危害,这些独特的性质若能应用于超级电容器,将对其环境无害化处理产生重要影响。该文章系统地综述了现有生物可降解聚合物的分类、典型结构、性能和制备工艺,并从制备策略和改性方法方面概括了生物可降解聚合物基超级电容器的最新研究进展。在此基础上,文章指出了目前可降解超级电容器发展中亟需解决的问题。该综述对生物可降解聚合物在超级电容器甚至是储能领域的进一步应用有一定的指导作用。   该综述以“Recent Advancements and Perspectives of Biodegradable Polymers for Supercapacitors”为题,发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上,该工作的第一作者是我所508组博士后吴鲁和师晓宇。上述工作得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金、我所创新基金等项目的资助。
  • 半导体电容器组件三合一智能集成检测装备科技创新成果获评国际先进水平
    3月7日,中国机电一体化技术应用协会在广州组织并主持召开了“半导体电容器组件三合一检测关键技术研究及应用”项目科技成果评价会议。经专家评价,该项目整体技术水平达到国际先进水平。该项目由广州诺顶智能科技有限公司、华南理工大学、广州天极电子科技股份有限公司共同完成。此次成果评价会议以线上线下相结合的形式进行,特邀中国工程院院士、浙江大学求是特聘教授谭建荣担任专家组组长,广东省科学院智能制造研究所教授级高工程韬波为副组长,会议由中国机电一体化技术应用协会科技质量部主任、专家委秘书长刘明雷主持。针对微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一高速高精度集成测试难题,该项目研发了光度立体成像技术与互补融合视觉检测算法、电容充电及测量快速精准切换控制技术、首创微小电容器组件三合一无损吸附测试技术等,研制出半导体电容器组件三合一智能检测设备。该设备集成了外观检测、电性能检测、分选等功能,具备兼容性好、测量精度高、智能化程度和分选效率高等特点,填补了微小半导体电容器组件的外观检测、电性能检测、分选三合一检测集成装备的空白,实现了进口替代。项目产品经广东产品质量监督检验研究院检测,所检项目符合相关要求。来自浙江大学、广东省科学院智能制造研究所、广州机械科学研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、广东省机械研究所、广东阿达半导体设备股份有限公司、广东博威尔电子科技有限公司的7位专家组成的评价委员会认真听取了项目完成单位的报告,审查了相关资料。经质询和讨论,他们一致认为,该项目成果具有创新性,整体技术水平达到国际先进水平。此次成果评价会议得到多方资源的支持,受到中国机电一体化技术应用协会的高度重视及聚智诚团队专业的科技成果评价指导。该项目获授权发明专利6件、实用新型专利8件和软件著作权6件;主导制订企业标准1项;发表高水平论文2篇。项目成果在国内外头部半导体企业转化应用后,取得了良好的经济效益和社会效益。
  • Autosorb-iQ用于石墨烯基超级电容器的研究在《科学》(Science)杂志发表
    德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程系材料科学与工程教授Rodney S. Ruoff领导的科研团队成功制备出一种由石墨烯衍生出的新型三维多孔碳材料。利用该材料作为电极组装成的超级电容器,其能量密度可达到铅酸电池的水平,同时还保持超级电容器固有的高功率输出和极快的充电速度,有望应用于电动汽车以及解决风能、太阳能等间歇性能源的存储问题。这一发现意义深远:它有望使超级电容器存储的电能大大增加至电池的水平,将成为电化学储能设备和其他许多前所未有的研究领域的一个里程碑。   电化学储能设备中,超级电容器被比喻为“百米运动员”,其能量转移速度和效率都非常高,但是通常储存的电能少 而电池更像是“马拉松运动员”,具有较高的能量存储能力,充放电速度虽然慢但较稳定。“我们合成的新型碳材料像海绵一样具有大量的纳米级微孔,其比表面积达到了3100平方米每克(两克此种材料的表面积就和一个美式橄榄球场的大小相当),它的导电性也比一般材料高得多。   这项工作主要是由该研究小组的博士后研究员朱彦武博士及合作者来完成,于5月12日发表在《科学》(Science)杂志的在线预印版本ScienceXpress上。该小组的另一位博士后蔡伟伟博士也参与了此项研究。德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员、布鲁克海文国家实验室的科研工作者以及佛罗里达美国康塔仪器公司的科学家也参与了这项工作。   其中,美国康塔仪器公司的Autosorb-IQ和NOVA被用于对合成的新型碳材料的孔结构、孔容和比表面积进行表征,通过研究N2@77K, Ar@87K及CO2@273K不同吸附质、不同吸附温度的实验等温线,可得到包括孔结构在内的丰富信息,与TEM、XRD等实验结果相互印证,为材料合成、应用提供关键信息。     来源:   www.sciencexpress.org / 12 May 2011 / Page 3 / 10.1126/science.1200770
  • 展会回顾 | 助力新能源新材料研发,晶泰科技亮相2024第九届超级电容器及电池关键材料学术会议
    2024 第九届超级电容器及电池关键材料学术会议于 8 月 9~11 日在济南隆重召开!600 多位专家、学者、师生等齐聚美丽的泉城,共享超电界的学术盛宴!晶泰科技自动化商务拓展总监李敬芝受邀出席大会,并作 “晶泰科技,AI+Automation 驱动研发创新” 主题演讲。晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案已应用于 “新能源新材料研发” 领域,如电解液配方研究、无机材料研究、高分子材料研究等科研场景。AI+Automation助力新能源新材料研发晶泰科技的 “AI+Automation” 智能化自动化解决方案可广泛应用在石油化工、新能源、新材料、生物医药等行业领域,提供的自动化产品与服务包含:智慧实验室一站式建设服务、机器人工作站等,已为客户落地构建了药物研发智慧实验室、催化剂研究智慧实验室、无机材料研究智慧实验室以及电解液配方研究智慧实验室等。自 2022 年晶泰科技官宣自动化业务以来,我们深切感受到了大学校园对自动化智能化的迫切需求。晶泰科技非常重视与科研院校在尖端科技领域的合作,一直积极与科研院校专家学者交流互动,探索产学研多元主体的创新协同模式。晶泰科技作为一家在自动化智能化领域的新质生产力代表,积极响应国家及各级政府对新质生产力进校园的号召,期待帮助高校高效完成设备更新、改变固有科研模式,助力人才培养与时代发展接轨,促进科研成果高效转化,打造新质生产力创新生态圈。以锂电领域为例,近年来,我国锂电池产业发展迅速,《锂电池行业规范条件﹙2024年本﹚》对锂电池行业的技术进步和产品质量提升提出更高要求,对电池能量密度、功率密度、循环寿命等性能指标设定了更为严格的标准。电解液是电池的重要组成部分,高通量电解液配方筛选设备可以帮助企业快速找到最佳电解液配方,以提高电池的性能和寿命,降低成本。晶泰科技的电解液自动化配制系统,将自动化技术与手套箱有机结合,可自动完成称量、混合,高通量配液等流程,并通过串联特定功能自动化仪器设备完成电解液配方性能测试,实验结果可追溯,不同电解液性能一目了然,帮助研究人员快速优化电解液配方,以提高电池的性能和效率。晶泰科技人工智能+机器人:助力新能源新材料研发
  • 绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?
    绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数? 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器,如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作,将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199,既只为三位数且di一位数为1 时,其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时,不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时,即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源? 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容,这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值,如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大,测试电压越高时,电容器所储藏的电能越大,更容易损坏仪器,特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏,仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳? 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流,有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律,所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题,而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好,对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大? 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流,而仪器有一定内阻,若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高,所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时,读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源? 这是因为机内的电容器充有很高的电压(zui高电压达1200V以上),这些电容器的所带的电能保持较长的时间,如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源,则会将机内的高压电容器很快放电,不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档,虽然断了电源,但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压,将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击,要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压? 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压,无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流,这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的(分布)电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低,当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压,在确保被测量物体不会因电压过高击穿时,要先将量程开关拨到104档后关闭电源,再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的,即电压与电流是不符合欧姆定律,有改变电压时由于电流不是线性变化,所以测量的电阻也会变化。
  • 注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用
    注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用在现代医疗与制药行业中,注射剂瓶作为药物传输的关键容器,其密封性与安全性直接关系到患者的健康与生命安全。而注射剂瓶的胶塞,作为连接瓶体与外部世界的“门户”,不仅需具备良好的密封性能,还需在药物输送过程中承受各种穿刺操作而不失效,确保药物的无菌、无污染传递。因此,使用三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02对其进行穿刺力测试,成为了保障药品质量与患者安全不可或缺的一环。注射剂瓶胶塞的使用用途与重要性注射剂瓶胶塞,作为药品包装系统的重要组成部分,其主要功能在于提供可靠的密封屏障,防止药品在储存和运输过程中受到外界污染,同时确保在药物使用过程中(如注射给药)能够顺利穿刺而不泄漏。其材质多为橡胶或热塑性弹性体,需具备良好的弹性、耐化学性、生物相容性及适当的硬度,以适应不同药物的存储需求和穿刺操作。穿刺力测试的必要性与意义随着医疗技术的不断进步和药品包装的多样化发展,对注射剂瓶胶塞的性能要求也日益严格。穿刺力测试作为评估胶塞质量的重要手段之一,旨在模拟实际使用过程中穿刺针或输液针等医疗器械对胶塞的穿刺行为,通过量化分析穿刺过程中的力值变化与位移变化,评估胶塞的耐穿刺性能、密封保持能力及可能的破损风险。这对于确保药品在传输过程中的完整性和无菌性至关重要,直接关系到患者的用药安全与治疗效果。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的测试原理与技术应用济南三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02采用力学测试技术,将试样装夹在测试仪器的两个夹头之间,通过精密控制的相对运动,使标准要求的穿刺针以恒定速度或预设条件刺入试样。在此过程中,仪器实时记录并显示穿刺力(即刺破试样所需的最大力)和拔出力(即将穿刺针从试样中拔出时所需的力)等关键参数。这些数据不仅反映了胶塞的物理强度特性,还能揭示其潜在的密封失效风险,为产品设计与质量控制提供科学依据。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的广泛应用领域由于穿刺力测试技术的广泛适用性和重要性,其应用范围已远远超出了注射剂瓶胶塞本身,涵盖了各种薄膜、复合膜、电池隔膜、人造皮肤、药品包装用胶塞、组合盖、口服液盖以及各类医疗穿刺器械(如注射针、穿刺针、输液针、采血针等)的穿刺力强度试验。这些测试在质检中心、药检中心、包装厂、药厂、医疗器械厂等单位得到了广泛应用,成为保障产品质量、提升生产效率、降低安全风险的重要工具。总之,三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02作为现代医疗与制药领域的一项重要检测设备,通过科学、精准的测试手段,为药品包装与医疗器械的安全性与有效性提供了坚实保障。
  • 超级电容又添新材料,稳定性大幅度提高
    p   多年来,能装在芯片上的微小超级电容一直广受科学家追捧,决定电容器性能的关键是其电极材料,有潜力的“选手”包括石墨烯、碳化钛和多孔碳等。据德国《光谱》杂志网站近日报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)研究团队最近把目光转向了一种“不可能”的弱电材料——多孔硅,为了把它变成强大的电容器,团队创新性地在其表面涂了一层几纳米厚的氮化钛涂层,使其性质得以改变。 /p p   该团队负责人麦卡· 普伦尼拉解释说,因化学反应导致的不稳定性和高电阻导致的低功率,不带涂层的多孔硅本是一种极差的电容器电极材料。涂上氮化钛的能提供化学惰性和高导电性,带来了高度稳定性和高功率,且多孔硅有很大的表面积矩阵。 /p p   根据荷兰爱思唯尔出版集团《纳米能源》杂志在线发表的论文,新电极装置经13000次充放电循环而没有明显的电容减弱。普伦尼拉说,报告数据受检测时间的限制,而并非电极真实性能。他们继续对其进行充放电循环,至今已达到5万次,甚至在循环中让电极干燥,也没有出现物理损坏或电学性能衰减问题。“超级电容要求稳定地达到10万次循环。目前用多孔硅—氮化钛(Si-TiN)做电极的电容装置能完全稳定地通过5万次测试。” /p p   在功率密度和能量密度方面,新电极装置比得上目前最先进的超级电容器。目前由氧化石墨烯/还原氧化石墨烯制造的芯片微电容器功率密度为200瓦/立方厘米,能量密度为2毫瓦时/立方厘米,而新电极装置功率密度达到214瓦/立方厘米,能量密度为1.3毫瓦时/立方厘米。普伦尼拉说,这些数字标志着硅基材料首次达到了碳基和石墨烯基电极方案的标准。 /p p   从电子产品的功率稳定器到局部能量采集存储器,芯片超级电容器有着广泛的应用。普伦尼拉说,他们在整体设计中还存在一些难题,每单位面积电容仍需提高,要达到技术许可的最高水平,他们还需进一步研究。 /p p   总编辑圈点 /p p   日本厨师发现将牛油果加上芥末竟然有了三文鱼的味道。如今,芬兰科学家也玩起了这样混搭的“戏法”——他们给多孔硅穿上一层氮化钛的外衣,尽管这层薄薄的外衣只有几纳米那么厚,却足以改变多孔硅电极的性能。这样的想象力让超级电容器的电极材料又多了一位优质成员,且它给人们的生活带来的改变也许远比一道日本料理大得多!随着芯片技术的广泛应用,希望科学家尽快解决多孔硅电极材料在超小型超级电容器上的设计问题,让这样巧思的发明早日造福人类。 /p p br/ /p
  • 法国Bio-Logic电池测试前沿技术交流展示会北京站召开
    继法国Bio-Logic电池测试前沿技术交流展示会上海站圆满结束后,北京站于11月21,22日如期举行。会议吸引了来自清华大学、北京大学、济南大学、中信国安盟固利动力科技有限公司、中科院山西煤化所等诸多高校及企业的科研人员前来参会。 会议中,法国Bio-Logic公司本部的资深电池领域应用专家Nicolas Tran博士和法国Bio-Logic 全球销售总经理Herve Bonin 博士详细介绍了多种电池测试技术及电池技术的最新发展和应用,内容包括:DC和AC电池测试,GITT, HPC, DCA和DCS差分容量分析,循环过程中的EIS测量(电流或电压模式)等。 会议期间,Herve与Nicolas使用BCS系列电池测试系统对各种类型锂电池、超级电容器进行了实测演示、讲解。便捷的测试方法,快速地筛选电池品质等突出功能特点极大地引起了前来参会人员的兴趣。参会人员纷纷上机体验了最新的测试技术对扣式电池,18650,26650 LFP,NMC,LCO等电池测试的明显优势,对本次交流展示会给予了高度评价,感到收获颇丰。随着IT市场笔记本电脑与平板电脑的迅速发展、通信电源市场4G应用的一些特点、新能源车市场、储能市场的日趋扩大,全球锂电池市场赢来了大发展时代。作为电化学行业全球领军企业法国Bio-Logic公司,不仅为全球的锂电池专家学者提供着卓越的电化学研究测试仪器,也为全球电池企业确保产品的质量保驾护航,提供着一流的电池测试设备。
  • 金属所在基于金刚石/膨胀垂直石墨烯的层状限域双电层电容行为的研究获进展
    多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境,表现出高效的电荷储存行为,被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异,导致其储能机理尚不清晰。因此,解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作,设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中,金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接,作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步,研究发现,该电极表现出离子筛分效应,离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为,是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料,科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现,在阴极扫描过程中,电极材料一侧出现拉曼光谱   峰劈裂现象,溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法,在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用,揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理,为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。   8月9日,相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题,在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征:(A)制备流程示意图;(B)石墨插层化合物的拉曼光谱;(C-D)XRD图谱;(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为:(A)CV曲线;(B)微分电容-电极电势关系;(C)离子筛分效应;(D)EIS图谱;(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱:(A-D)原位电化学拉曼光谱;(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析:(A)拉曼光谱中的G峰劈裂;(B)电化学石英晶体微天平分析;(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性;(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。
  • 高精度卡尔费休水分测试仪器(MOICO-A19)开始销售
    平沼株式会社(下简称平沼)自研制出第一台水分测试仪以来,不断提高产品的稳定性和精密度,将于近期开始销售库伦法水分测试仪MOICO-A19,该机型可实现高精度的水分测量。根据卡尔费休(下简称KF))滴定度的碘组分状态,有库伦法和电容法,在HIRANUMA,库伦法是AQ/MOICO系列,容量法是AQV/MOIVO系列可供选择。MOICO作为一款微量水分测试仪器(Coulometric KF Titrator MOICO-A19),可以通过增加KF滴定组件,实现库伦法/容量法的同时测定,功能更加丰富。过去在测试水分样品时,对于一些复杂样品,往往会对KF试剂产生干扰,导致测试准确度降低,针对此类复杂样品,平沼将蒸发炉细分为油品蒸发炉EV-2000L和固体蒸发炉EV-2000,更加有效的解决复杂样品中水分含量测试的问题。本产品的主要特点如下:1、 大尺寸彩色触摸屏8.4英寸大屏幕,可以在触摸面板上轻松录入信息,并可直接从屏幕菜单执行每个操作。2、 16级显示屏调节 为给每个使用者提供更佳的视角,我们可以将屏幕根据需要进行调整,调整后可进行角度锁定。3、 语音播报可通过语音通知您测定的过程,即使远离仪器,可能轻松掌握仪器运行情况4、 多种样品同时测定增加相应的测试单元,可实现多种类型的水分测定5、 内置热敏打印机,USB/LAN口,用户权限管理,三色LED状态显示,40挡转速可调,运行状态显示,单室电解池(无隔膜)双室电解池(有隔膜)可供选择6、 可搭配平沼蒸发炉使用公司介绍:日立科学仪器(北京)有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景,始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新,积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括:各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备,以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户,公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构,直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务,从而协助我们的客户实现其目标,共创美好未来。
  • 包装耐压强度测试仪的测试原理解析
    包装耐压强度测试仪的测试原理解析在快速发展的药品、食品及医疗行业中,包装的安全性与可靠性直接关系到产品的质量与消费者的健康。特别是针对输液袋、液态奶包装袋、药品输液袋等液体包装产品,其耐压强度成为衡量包装质量的重要指标之一。为此,济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪应运而生,成为这些行业不可或缺的测试设备,广泛应用于药品、食品生产企业、科研院校、质检机构等多个领域。测试原理解析济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪基于先进的力学测试原理,通过模拟包装在实际运输、储存过程中可能遭受的压力环境,对包装材料的耐压性能进行全面评估。测试过程中,首先将待测样品(如输液袋、液态奶包装袋等)精确装夹在测试仪的两个夹头之间。这两个夹头能够精确控制并施加压力,模拟外部压力对包装的作用。随着测试的进行,位于动夹头上的高精度力值传感器实时采集并记录试验过程中的力值变化。当达到预设的压力值时,测试仪自动进入保压阶段,持续观察包装在恒定压力下的表现。若在整个测试过程中,包装样品未出现破裂、渗漏等现象,则判定为合格;反之,则视为不合格。广泛应用领域食品行业:对于液态食品如牛奶、果汁等的包装袋、纸盒及纸碗,包装耐压强度测试仪能够确保其在运输、储存过程中的安全性,防止因包装破裂导致的食品污染和浪费。医药行业:在药品输液袋、塑料输液瓶、血袋等医疗用品的生产过程中,该测试仪的应用至关重要。它不仅能验证包装的耐压性能,还能通过温度适应性和穿刺部位不渗透性试验,进一步确保医疗用品的安全性和有效性。科研院校与质检机构:作为科研与教学的重要工具,济南三泉中石的NLY-05包装耐压强度测试仪帮助研究人员深入了解包装材料的性能特点,为新材料、新技术的研发提供数据支持。同时,它也是质检机构进行产品认证、市场监管的重要技术手段。
  • 负氧离子检测仪的工作原理与选择
    空气中负氧离子的含量是空气质量好坏的关键。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用,其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生,既是不断产生,又不断消失,保持某一动态平衡状态。由于负离子的特性,空所中的负离子产生与消失会保持一个平衡,因此判断环境下负离子浓度需要借助专门的空气离子检测仪进行准确测量。负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称,简言之就是带负电荷的氧离子。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一,有着 “空气维生素”之称。工作原理:空气离子测量仪是测量大气中气体离子的专用仪器,它可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。一般采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。测量仪主要包括极化电源、离子收集器、微电流放大器和直流供电电源四部分。首要要了解自己选负离子检测用途,目前有进口的负离子检测仪,国产的负离子检测仪,仿冒的负离子检测仪等等。分为便携的负离子检测仪,在线的负离子检测仪,按原理分又分为平行电极负离子检测仪和圆通电容器负离子检测仪两种。空气负氧离子检测分为 “平极板法测空气负离子” 和”电容法测空气负离子“这两种原理,其中“平极板”原理是比较常用的一种方法,检测快速,经济实惠,用于个人、工厂、实验室等单位。电容法测空气负离子检测仪是一种高性能检测方法,具有防尘、防潮等特点,相对于平极板法测空气负离子更加,特别适合于森林、风景区的使用,是林业局,科研单位测量空气质量的常见仪器。按收集器的结构分,负离子检测仪可以划分为平行板式和Gerdien 冷凝器式/双重圆筒轴式两种类型。1.Ebert式/平行电板式离子检测仪平行电板式离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法。A跟B是一组平行的且相互绝缘的电极,B极顶端边着一个环形双极电极,空气通过右下角的风扇吸入,空气中的负离击打A/B电极放电,电荷传导到E环形电极形成自放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上比较成熟,造价成本也比较低,但是易受外部环境影响,另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应,容易造成气流湍流,造成检测结果偏移较大。2.Gerdien冷凝器式/双重圆筒轴式双重圆筒轴式离子检测仪是目前中高端空气离子检测仪成熟的一种方法。整体结构由3个同心圆筒组成,外围筒身及内轴为电极,空气通过圆筒时,离子撞击筒身跟轴产生放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上已非常成熟,但由于内部复杂的结构及控制,造价成本高昂,这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应,同时圆筒本身的结构及特殊的进气方式可以保持气流通过的平顺性,对离子数量及大小的检测精确性有极大提高。
  • 复旦大学微电子学院朱颢研究团队实现低功耗负量子电容场效应晶体管器件
    当前MOSFET器件的持续微缩所带来的功耗问题已经成为制约集成电路发展的主要瓶颈。研发新原理器件以突破MOSFET亚阈值摆幅(SS)为60mV/dec的室温极限,是实现高速度、低功耗CMOS技术和集成电路的重要途径。近年来,包括隧穿晶体管(TFET)、负电容晶体管(NCFET)、冷源晶体管(CSFET)等在内的多种器件技术为实现陡峭亚阈值摆幅和低功耗器件性能提供了思路。复旦大学微电子学院朱颢研究团队针对上述晶体管器件技术的关键需求,与美国国家标准与技术研究院(NIST)及美国乔治梅森大学合作,提出了一种具有陡峭亚阈值摆幅的负量子电容晶体管器件。研究成果以《Steep-Slope Negative Quantum Capacitance Field-Effect Transistor》为题在近日召开的第68届国际电子器件大会(IEDM,International Electron Devices Meeting)上发表,微电子学院朱颢以及美国NIST的Qiliang Li为通讯作者,课题组杨雅芬博士为第一作者,复旦大学微电子学院为第一单位。该工作将单层石墨烯二维金属系统集成于MoS2晶体管的栅极结构中,构建负量子电容晶体管(NQCFET)器件,利用单层石墨烯在低态密度条件下产生的负电子压缩效应,通过栅极电压调控形成负量子电容。类似于传统基于铁电材料的负电容器件,NQCFET器件中利用石墨烯提供的负量子电容贡献,实现内部栅压放大和小于60mV/dec亚阈值摆幅的特性。该工作中,通过对器件栅极叠层结构以及制备工艺的优化,实现了最小31mV/dec的亚阈值摆幅和可忽略的滞回特性,以及超过106的开关比,有效降低器件静态与动态功耗。同时结合理论仿真揭示了器件陡峭亚阈值摆幅的形成机理,为未来高速低功耗晶体管器件技术的发展提供了新的路径。该项研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。负量子电容晶体管器件结构与器件性能图
  • 泡罩药板密封性测试仪的工作原理
    泡罩药板密封性测试仪的工作原理在医药包装、食品封装等领域,产品的密封性能直接关系到其保质期、安全性和使用效果。因此,对包装材料的密封性进行准确、高效的检测显得尤为重要。泡罩药板密封性测试仪,作为一种采用色水法原理的检测设备,凭借其直观、可靠的检测方式,在行业内得到了广泛应用。本文将详细介绍基于色水法原理的泡罩药板密封性测试仪的工作原理、操作流程及其在评估试样密封性能中的关键作用。一、工作原理泡罩药板密封性测试仪MFY-05S通过模拟包装物在特定条件下的压力变化,检测其密封完整性。其核心在于利用色水(常选用亚甲基蓝溶液以增强观察效果)作为介质,在真空室内形成一定深度的水层。当测试样品置于该水层之上,并对真空室进行抽真空操作时,样品内外形成显著的压力差。这一压力差促使空气(如果存在泄漏通道)从样品内部通过潜在泄漏点逸出,并在释放真空后,通过观察样品形状的恢复情况及色水是否渗入样品内部,来评估其密封性能。二、济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪操作流程准备阶段:首先,向真空室中注入适量的清水,并加入适量的亚甲基蓝溶液,搅拌均匀,使水呈现明显的蓝色,便于后续观察。同时,将待测样品按照测试要求放置在真空室上方的指定位置。抽真空过程:启动真空泵,对真空室进行抽气,直至达到预设的真空度。在此过程中,随着真空度的增加,样品内外压力差逐渐增大,可能存在的微小泄漏通道将被放大,使得空气或气体从样品内部向外逸出。保压与观察:在达到所需真空度后,保持一段时间(根据测试标准设定),以便充分观察样品在压力差作用下的反应。此时,若样品密封良好,则形状基本保持不变,色水不会渗入;若存在泄漏,则可能观察到样品形状发生变化,且色水会沿泄漏路径渗入样品内部。释放真空与评估:释放真空室内的真空状态,恢复至常压。仔细观察样品表面是否有色水渗入痕迹,以及样品形状的恢复情况。根据观察结果,结合测试标准,判定样品的密封性能是否符合要求。三、济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪优势与应用直观性:色水法的应用使得泄漏现象一目了然,无需复杂的数据分析即可快速判断样品的密封性能。高效性:测试过程简单快捷,提高检测效率。广泛适用性:不仅适用于泡罩药板包装,还可用于其他类型包装材料的密封性检测,如瓶盖、软管等。总之,济南三泉中石的MFY-05S泡罩药板密封性测试仪以其独特的色水法原理,为包装材料的密封性检测提供了一种高效、直观且可靠的解决方案。
  • 包装密封性测试仪的检测原理与应用
    包装的密封性直接影响到产品的质量和安全性,尤其是在制药、食品、化妆品等行业中。包装密封性测试仪通过一系列可靠的检测手段,有效评估包装的密封性能,确保产品在生产、运输和存储中的安全性。了解更多包装密封性测试仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/netshow/C572455.htm检测原理解析包装密封性测试仪的核心检测原理基于内外压差的变化。通过对真空室进行抽真空操作,试样内外产生了显著的压差。将包装试样浸入水中,观察其中的气体是否有外逸现象,以此判定包装的密封性能。如果包装在压力变化下没有发生气体泄漏,说明其密封性良好;相反,如果有气泡产生,则表明存在泄漏点。另一个检测方法是观察试样的形变和恢复过程。将试样放置在真空环境中,观察其膨胀情况。随后,解除真空环境,观察试样是否能够恢复原状。这一过程可以有效评估包装材料的耐压性和结构稳定性。广泛应用领域包装密封性测试仪在以下行业和包装类型中有着广泛的应用:制药行业:药用玻璃瓶、西林瓶、塑料固体瓶、注射器、滴眼剂瓶、药包材医疗器械:医疗器械包装、移液管、扎盖食品行业:真空包装袋、罐头、奶粉袋、果冻杯、铝箔袋化妆品与日化行业:化妆品瓶袋、铝塑软袋通过针对这些领域的不同包装类型进行密封性和微生物侵入检测,确保产品的安全性和质量。行业应用价值包装密封性测试仪已经成为制药厂家、药包材生产企业、药检中心、医疗器械公司、食品企业以及化妆品企业中重要的检测工具。通过严格的密封完整性检测,这些行业可以确保产品的质量符合标准,减少因包装缺陷导致的安全隐患,提升消费者对产品的信任度。无论是在制药还是食品、化妆品等领域,包装密封性测试仪都扮演着至关重要的角色,保障了产品的安全性和可靠性。
  • 塑料袋负压密封性测试仪的测试原理与应用
    塑料袋负压密封性测试仪的测试原理在现代包装行业中,塑料袋以其轻便、耐用、成本效益高等特点,广泛应用于食品、医药、日化、电子等多个领域,成为连接生产与消费不可或缺的桥梁。从超市中的生鲜果蔬包装到家庭中的垃圾收集袋,塑料袋的身影无处不在,其密封性能直接关系到产品的保质期、安全性及体验。因此,对塑料袋进行严格的密封性测试,不仅是行业规范的要求,更是保障产品质量、维护消费者权益的重要措施。塑料袋的使用用途及其重要性1.食品包装:在食品行业中,塑料袋作为直接接触食品的包装材料,其密封性直接关系到食品的新鲜度、口感及安全性。良好的密封性能可以有效防止氧气、水分及微生物的侵入,延长食品保质期。2.医药包装:医药产品对包装材料的密封性要求极高,以防止药品受潮、变质或污染。塑料袋作为药品初级包装或辅助包装材料,其密封性测试是确保药品质量与安全的关键环节。3.电子产品包装:在电子产品领域,塑料袋虽不直接参与产品功能实现,但其作为防尘、防潮的临时保护措施,密封性同样重要,以防止电子元件在运输和储存过程中受损。鉴于塑料袋密封性的重要性,采用科学、高效的测试方法至关重要。济南三泉中石的MFY-05S塑料袋负压密封性测试仪采用气泡法测试,是当前评估塑料袋密封性能的主流手段之一。三泉中石的塑料袋负压密封性测试仪,测试原理:在测试过程中,将真空室部分或全部浸没于水中,以放大观察效果。若试样存在密封缺陷(如孔洞、裂缝或密封不严),则内外压差会导致试样内的气体通过缺陷处逸出,形成气泡。通过观察气泡的产生位置、数量及持续时间,可以直观、准确地判断试样的密封性能。济南三泉中石的MFY-05S塑料袋负压密封性测试仪,以其科学、直观、高效的测试方式,为塑料包装行业提供了强有力的质量保障手段。通过严格的密封性测试,不仅能够筛选出存在质量隐患的产品,避免其流入市场造成不良影响,还能促进企业不断提升产品质量。济南三泉中石实验仪器紧跟国家标准的要求,也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在检测领域多年的技术积累和行业应用经验,为标准的制定工作提供数据和理论的支持,为国家标准体系的建立添砖加瓦。
  • 炭黑含量测试仪:基本原理、使用方法及应用场景
    炭黑含量测试仪是一种用于测量材料中炭黑含量的仪器。本文将介绍炭黑含量测试仪的基本原理、使用方法及其优缺点,并结合实际应用场景阐述其重要性和应用价值。上海和晟 HS-TH-3500 炭黑含量测试仪基本原理炭黑含量测试仪的基本原理是通过在氧气环境中燃烧样品中炭黑,对材料中的炭黑进行定量分析。使用方法使用炭黑含量测试仪需要按照以下步骤进行:准备样品:将待测1g样品,并按照测试并放入燃烧舟。开机预热:打开测试仪,通几分钟氮气,设置升温程序。放置样品:将准备好的样品放入石英管中。开始测试:按下测试按钮,试验结束后拿出样品。数据处理:根据公式计算出测试结果。炭黑含量测试仪的优点包括:精度高:可以精确测量材料中的炭黑含量。快速方便:测试速度快,操作简单方便。适用范围广:可以用于测量各种材料中的炭黑含量,如塑料、橡胶、涂料等。炭黑含量测试仪的缺点包括:价格较高:仪器价格相对较高,不是所有用户都能承担。需要专业操作:需要对操作人员进行专业培训,否则会影响测试结果的准确性和可靠性。实际应用炭黑含量测试仪在工业生产、科学研究、质量检测等领域有广泛的应用。在工业生产中,可以利用炭黑含量测试仪对原材料中的炭黑进行定量分析,从而控制生产过程中的原料配比和产品质量。在科学研究领域,可以利用炭黑含量测试仪对新型材料中的炭黑进行定量分析,从而了解材料的物理和化学性质。在质量检测中,可以利用炭黑含量测试仪对产品中的炭黑进行定量分析,从而保证产品的质量和安全性。结论未来,随着科学技术的不断发展和进步,炭黑含量测试仪将会更加完善和先进,为材料研究和生产提供更加准确和可靠的数据支持。同时,随着人们对材料性质和反应过程的理解不断深入,炭黑含量测试仪将会发挥更加重要的作用,为科学研究和社会发展做出更大的贡献。
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