铅酸电池电极材料

岛津原子力显微镜铅酸电池 以铅酸电池和锂离子电池为代表的二次电池，为了提高充放电特性、耐久性等性能，一般会向电解液中添加添加剂。到目前为止，已有种类繁多而且性能优异的添加剂被广泛使用到各类二次电池中。然而，迄今为止，这些添加剂如何提高电池性能的原理仍不甚明了。观察电解质中负极附近的界面状态对于阐明添加剂的贡献很重要。 铅酸电池是一种具有多种优点的二次电池，包括出色的安全性、宽工作温度范围和大电流放电。由于这些原因，它们被广泛应用于不间断电源（UPS）设备、公共设施应急电源设备以及汽车发动机启停系统的启动电池，成为社会基础设施不可或缺的一部分。然而，铅酸电池在使用过程中会发生负极的硫酸盐化，并因此导致电池性能劣化。在电解液中增加添加剂可以缓解这一问题。磺化木质素是一种具有代表性的添加剂。然而，但木质素如何促进电化学反应和硫酸化的缓解直到现在仍未阐明。 SPM-8100FM使用调频(FM)方法可以检测到比传统原子力显微镜(AFM)更小的力。因此使用SPM-8100FM高分辨率原子力显微镜和电化学溶液电池，观察稀硫酸环境下铅的固液界面状态，有助于理解添加剂的作用原理。 以上两张图显示了在初始还原反应后对垂直于铅表面的截面进行成像得到的负极(铅)固液界面处的图像。图像的上半部分是电解液，图像下半部分变暗的位置是铅表面。探针检测到力（排斥力）的部分看起来很亮。 在左图仅有稀硫酸的情况下，在铅表面上方没有观察到明显的特异变化。但在右图中，使用“稀硫酸+木质素”的情况下，可以在铅表面上方看到明显的不同亮度分层，如图中红色箭头所示区域。判断该层为木质素-铅络合物，该层的存在有助于铅表面硫酸化程度降低，从而有效抑制了硫酸铅的结晶形成。木质素-铅层的与铅表面、液体部分的不同亮度对比表明探针已经深入到该层中，同时也表明木质素-铅层以柔软的状态吸附在铅表面。这是使用原子力显微镜第一次在铅表面上看到厚度为50nm至100nm的木质素-铅层。 该实验证明了用高分辨原子力显微镜对电化学表面进行观察的可能性，有助于获得更多的电催化过程中界面处的信息，从而提高我们对反应过程的理解。因此可以期待利用SPM-8100FM进行电解质的界面成像来分析其他类型的二次电池充放电过程固液界面处的状态变化。请点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/G-1nBKLAxmwPW3FUHYbouASPM-8100FM 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

铅 酸 电 池 桥 接 检 测铅酸电池内部由数个至数十个单格组合而成，连接部位即桥接可能因安装质量 问题造成过热，严重影响产品质量，甚至于在电池产生氢气没有及时通风条件 下还会有爆炸隐患。本文介绍使用红外热像仪对铅酸电池充电时桥接部位的质 量检测的应用，保证铅酸电池的产品质量。 铅酸电池桥接处发热（本文得到蔡黎平和朱文浩的大力协助） 什么是铅酸电池的桥接？铅酸电池一般由数个或数十个单格组合而成，每个单格由若干正极板与负极板间隔重叠，正负极板间用玻璃纤维隔板隔离 ；数片正极板用铅合金焊接在一起组成正极群，数片负极板用铅合金焊接在一起组成负极群，正负极群装于铅酸电池槽内 组成单体铅酸蓄电池；单体铅酸蓄电池之间用链接条从单格之间的铅酸蓄电池槽隔板顶端以串联形式连在一起，这种链接 条即为桥接。桥接过热会造成哪些后果？ 桥接过热可能受到两方面的因素影响：一是桥接线过短，二是安装时插入过深；过热会严重影响铅酸电池的产品质量，导 致充电不良，造成退货、换货增加；甚至在电池产生氢气没有及时通风条件下还会有爆炸隐患。 桥接部位可否被直接检测到？ 桥接部位在铅酸电池内部，被外壳和盖板遮挡，无法直接检测，故通常用检测外壳的温度来发现桥接问题。 铅酸电池各单体充电 硫酸加注完成 在原先的铅酸电池质量检测中使用什么仪器？一般没有使用仪器，少部分使用红外测温仪。使用红外测温仪进行检测有什么缺点？ 红外测温仪无法对整个铅酸电池表面进行温度检测，在对于大量铅酸电池的生产线检测时，容易造成漏检。 因硫酸的腐蚀性，红外测温仪至少需要在1米外进行检测，所以显示的温度是至少大于5厘米的圆的平均温度，但铅酸电 池表面的最高温度区域范围比5厘米小，这样就无法进行准确检测，同样会造成漏检。 如何使用红外热像仪检测铅酸电池？ 热像仪在铅酸电池生产时可以检测外壳的发热情况，当外壳最高温度在60℃以上，说明内部的桥接处有严重过热，这时 铅酸电池可能会因为内部高温产生充电或放电故障，甚至引发爆炸事故。 铅酸电池外壳最高温度57.7℃，已接近温度报警限制使用红外热像仪检测铅酸电池桥接不良的注意事项 1 现场电池数量较多，注意不同距离的电池需要分别准确调焦； 2 铅酸电池表面有腐蚀性，检测时注意安全。 行业应用 各大、中型铅酸电池生产厂商。

标准不一的整治，使得一些三无企业可能继续逍遥法外，或者转入地下生产。 　　从上海浦东“康桥血铅”事件，到今年5月爆发的浙江“德清血铅”事件，包括2010年江苏大丰、四川隆昌、湖南嘉禾、甘肃瓜州、湖北崇阳、安徽怀宁等地的9起“血铅”事件……用铅量占八成的铅酸蓄电池行业，一度站在风口浪尖。今年5月始，一场史无前例的涉铅企业大整肃，席卷中国。 　　全国2000余家铅酸蓄电池企业80%被勒令关停。 　　大力度的整肃，不是短暂的突击，而是寄托了管理层形成长效机制的期望。而被外界视为“污染妖魔”的铅酸蓄电池行业，也希望业界为其正名，还其“行业砥柱”的本色。 　　环保“台风” 　　2011年10月31日，“2011国际新能源应用及电池展览会”在北京拉开序幕。 　　会上，中国电池工业协会副秘书长曹国庆说，频现的“血铅”事件，今年终于引来政策与管理层面的重拳出击。 　　铅酸蓄电池的铅污染主要集中于生产和回收环节。金属铅熔点低、高温下易挥发，在铅熔化制备合金、铸造工序中极易造成污染。这一行业的环保合格率仅为12.4%。 　　今年5月启动的整肃，几乎将环保不达标的铅酸蓄电池企业一网打尽，仅有13%的企业可维持正常生产。 　　处于风暴中心的，无疑是动力电池制造大省浙江：328家铅酸蓄电池生产企业，53家停产，204家直接关闭。 　　浙江蓄电池协会秘书长姚令春称，该省规模以上的电池制造企业增加值，今年4月份还同比增加45%，5月份下降到9.1%，6月份则是-7.6%。 　　铅酸蓄电池，主要应用于内燃机打火和电动自行车动力，市场份额分别为100%和98% 2010年，中国汽车和电动自行车的销量分别是1800万和3000万辆。在大力度的整肃下，铅酸蓄电池出现严重供应不足，今年5~6月缺口达40%，价格上升了20%~30%。 　　一些业界名牌也未能幸免。“中国动力电池第一股”的浙江天能动力(00819.HK)，其旗下安徽、江苏和浙江三处工厂被环保部要求停产，占其总产能的54% 但其很快整改达标，后陆续复产。 　　同在香港上市的另一电池巨头浙江超威动力(00951.HK)，因厂房周围500米内有上百户居民，也被叫停。 　　“500米的防护距离要求是个红线。浙江被关停的铅酸蓄电池企业，80%都是因未达到500米的防护距离。像超威动力、振龙电源、天能动力这样的大型企业，无论生产工艺还是污染排放都已达标。” 姚令春说。 　　苏州大学化学电源研究所王金良教授介绍，500米防护距离是1989年制定的。制定方法很简单，“就是相关部门选几个有代表性的企业，在不同距离测量其污染排放浓度，当达到基本无害程度时，确定此为卫生防护距离，当时这个距离平均大约就是500米”。 　　《财经国家周刊》记者获悉，《铅酸蓄电池行业准入条件》将于年内发布。除了这500米红线，还规定“低于50万KVAh的企业将不允许再立项，低于20万KVAH企业不再允许继续生产”。 　　如此，国内2000多家铅酸企业将留下不足300家。而历史上，想进入铅酸蓄电池行业，只需产品通过沈阳蓄电池研究所检测即可，门槛低得惊人。即便后来有了环评要求，一些地方也未严格执行。比如浙江台州的“速起”和德清的“海久”两家公司，虽然都做过环评并通过了审批，但直至“血铅”事件爆发后，调查组才发现，两家企业均存在未按要求设置卫生防护距离问题。 　　在这两起“血铅”事件中，除了企业主全部被刑拘外，有多名地方官员被停职、撤职。《财经国家周刊》记者还了解到，“海久”是德清县“标兵企业”，当地官员此前正在力推其上市IPO。 　　此前追责已逐步升级。环保部今年5月下发的《关于加强铅酸蓄电池及再生铅行业污染防治工作的通知》中明确要求，“建立重金属污染责任终身追究制”。 　　同时，《重金属污染综合防治“十二五”规划》成为第一个获批的“十二五”国家规划，足见高层对重金属污染防治的关注。 　　大浪淘沙 　　“企业原先规划和建设时符合500米的防护要求。但后来许多村民纷纷在防护区附近建房子，有的村民干脆把小卖部盖在了厂区门口。企业除了劝阻，别无他法。结果整顿一来，企业不是搬迁就得转产。” 超威动力总裁办主任刘建铭对《财经国家周刊》说。 　　中国电池工业协会副理事长王敬忠称，此次政府是真正祭出了铁腕政策、采用了休克疗法，鱼目混珠的铅污染企业受到了惩罚，但一刀切也让整个行业付出了惨痛代价。 　　天能动力董事局主席张天任告诉《财经国家周刊》记者，正规大企业并不惧怕整肃。早在“十一五”期间，天能动力就已投入2亿多元用于环保设备改造和工艺革新，早将铅污染的防治重心从生产环节延伸到了再生铅环节。目前，分三期建设、共投资了18亿元的天能动力循环经济产业园区，每年可回收15万吨废旧蓄电池，循环利用10万吨再生铅，形成年产600万KVAh的动力能源及风能、太阳能用储能电池产业基地。 　　纵览近期的券商报告，各分析师普遍认为，门槛提高让铅酸蓄电池行业迎来大洗牌，其带来的产品价格持续提升，对行业巨头的业绩是一个正面影响，纷纷看多风帆股份(600482.SH)、骆驼股份(601311.SH)、圣阳股份(002580.SZ)和南都电源(300068.SZ)等股票。 　　刘建铭告诉《财经国家周刊》记者，“超威的铅电极生产、涂布已基本实现无人化 自行车动力电池和汽车启动电池的电池极化已全部采用内化成技术 铅电池生产工艺已避免了铅尘和酸雾的无组织排放 大型生产线上，你再也看不到支口大锅炼铅板，一排排工人忙着安装焊接电池的景象”。 　　张天任认为，一部分人“谈铅色变”，是不了解铅酸蓄电池的生产工艺现状，“从2000~2010年，国内铅酸蓄电池年产量增长了10倍，产能接近1.5亿KVAh。中国铅酸蓄电池产业10年时间，就走完了欧美将近60年的产业发展历程，其生产状态早已发生了翻天覆地的变化”。 　　“一粒老鼠屎坏了一锅粥。”王金良教授告诉《财经国家周刊》记者，一些不具备清洁生产条件和缺乏社会责任感的企业，直接造成了大量铅污染事件的发生。 　　“对于大型上市企业而言，早就回头是岸了。”刘建铭说，“超威的环保固定资产投入已达到年投资额的25%，并且早在外省按照500米的防护距离集中建设了新的生产基地。” 　　但是，短板决定容水量——正是诸多还处在原始手工作坊状态的小企业，使这个行业被整体抹黑，尽管业内诸多大型上市企业已能和美国同行比肩。 “二八定律”，同样适用于中国铅酸蓄电池行业：20%的大企业，生产了行业80%的产量 而80%的小企业，生产了行业20%的产量。 　　那种使用简单熔炉就能从事铅酸蓄电池生产的作坊，投资最多数十万，且多处于难以监管的乡村，根本谈不上环保投资和监管。 　　“大量小企业靠省略环境成本、肆意压价生存，形成了劣币驱逐良币现象。”王敬忠认为，“铅酸蓄电池生产工艺简单成熟、进入门槛较低，引得一批没有实力、资质的小企业纷纷上马，留给社会一个‘坏孩子’印象。” 而此次将要出台的新厂不低于50万KVAh、旧厂改造不低于20万KVAh的门槛，意味着企业年产值至少超亿。有了规模，才可能保证环保有足够的投入。 　　巨头时代 　　中国铅酸蓄电池行业，即将进入“巨头”时代。采访发现，一些业内人士和准巨头们，却对未来的洗牌有些担忧。 　　“进入10月份，市场供应竟然迅速得到了补充。目前铅动力电池居然供过于求，价格回落到了原先水平。”姚令春反问，“占全国铅动力电池产量45%的浙江还没有恢复生产，为什么市场货源能够如此神速地得到补充?” 　　“作为此次整顿风暴的中心，浙江严格实施了关停，而其他省份和一些三无企业仍在拼命生产。”姚令春说。 　　天能动力张天任亦分析，此次整顿最为严厉的是浙江、广东、江苏三省，广东180多家企业几乎全部关停，江苏近500家企业停产产能60%，而有一些省份的停产产能约占1/3。 　　“标准不一的整治，一些三无企业可能继续逍遥法外，或者转入地下生产。”张天任说，“市场上还充斥着各种各样的价格便宜、质量低劣的三无电池。” 中国消费者对电池价格非常敏感，尤其是保有量高达亿辆以上的电动自行车主。姚令春说，“如果个别企业试图把环保、回收、科研成本在价格上有所体现，其市场竞争力将大大削弱”。 　　分析人士指出，近期爆发的血铅事件其均属于人为因素造成，或者企业违法肆意排污，或者少数官员疏于监管甚至为违法者提供保护。 　　“此次关停，一些小企业有可能在联合重组旗号下，依然搞以前的分散生产——如果地方政府想保护这些企业，那就变化不大。”一位参加“2011国际新能源应用及电池展览会”的厂商如是说。 　　一些业内人士更担心的是“铅酸蓄电池已被严重妖魔化”。 　　比如说“500米”问题，天能动力张天任对《财经国家周刊》记者表示，“如果企业环保措施达标，100米也没有问题 如果企业环保工作做得不好，别说500米，1公里也没用。” 　　2008年相关部门曾试图修改此规定，但因铅酸蓄电池行业的卫生防护距离标准只是总标准体系中的一个分标准，对其的修改涉及到整个体系变动，牵扯行业诸多，修改方案不了了之。“此次环保整顿，500米成了硬指标”。 　　据环保部知情人士透露，目前该部正着手对铅酸蓄电池行业卫生防护距离进行修改，但尚无明确时间表。 　　王金良教授称，从全球范围看，发明于1859年的铅酸电池，一直是动力电池和蓄能电池的主流，产量用量十分巨大，近几十年来一直鲜闻“血铅”事件和污染情况发生。比如美国，其铅酸蓄电池的用铅量要占其整个国家用铅量的95%以上，但是铅酸蓄电池制造厂排放的铅占不到1.5%。 　　在“十二五”国家新能源战略规划中，几乎所有绿色清洁能源和IT行业背后，都需要铅酸蓄电池的支撑：每3兆瓦的光伏发电装机，就需要近3亿元的铅酸蓄电池作储能配套 每100兆瓦的风力发电装机，也需要约1亿元的铅酸蓄电池储能 通讯IT行业终端设备尽管广泛采用了锂电池，但其基站、服务器所需备用电源依然是铅酸…… 有业内人士指出，未来20年里，铅酸蓄电池都难以被其他电池取代。譬如在汽车发动机打火领域，要求蓄电池能短时间内释放大电流，适应环境、温度多变等情形 而铅酸蓄电池恰恰能满足这样的要求，而且安全稳定、性价比高。 　　王金良教授认为，在未来3~5年内，锂电池在电动牵引电池的市场占有率不会超过4% 未来20~30年内，铅酸蓄电池在电动交通工具上的使用依然无法替代。

可靠的在线硫酸浓度测量可以确保化学反应过程的质量和蓄电池中的最终 H2SO4浓度。另外还可以缩短加注站转产期间的停机时间。 铅酸蓄电池是最早、最成熟的可充电电池。由于价格低、功率质量比相对较大，因此尽管能量重量比非常小，但它主要用作汽车起动、照明和点火 (SLI) 电池。蓄电池生产中的硫酸在铅酸蓄电池的生产过程中，需要用到不同的浓度。硫酸浓度不仅取决于生产步骤，还取决于蓄电池的类型和尺寸。铅酸蓄电池的主要成分是由铅制成的阳极、由二氧化铅制成的阴极和作为电解质的稀硫酸 (H2SO4)。化学反应需要硫酸的第一个生产步骤是极板化成。化学反应过程中会在正极板上形成α和β PbO2。α和β PbO2之间的比率直接影响蓄电池的电流效率。在化学反应过程中，H2SO4浓度是实现正确比率的一个重要参数。槽化完成后，会组装蓄电池，加注正确浓度的硫酸，并进行充电。电池内化学反应后，会更换电解质（二次进料法）或调节硫酸（一次进料法）。在加注和储能结束时，硫酸浓度和电解质水平必须符合规定的浓度。应用解决方案 硫酸浓度测量在硫酸溶液中，密度测量非常适合测定高达90%的H2SO4浓度。在铅酸蓄电池生产中，0%至55% (1.4453 g/cm³ @ 20°C) 的浓度范围很重要，密度与硫酸浓度具有陡峭且几乎呈线性的相关性。密度值与H2SO4溶液浓度之间的关系稀释来料的硫酸高浓度硫酸 (98%) 主要通过卡车运输到生产现场。现场将浓缩的H2SO4稀释至所需的不同浓度。硫酸在稀释过程中会放出大量的热量，需要进行冷却。因此，硫酸的温度在稀释过程中变化很快。由于接液部件由玻璃制成，安东帕的高精度在线密度传感器L-Dens 3300 GLS版本可以轻松跟踪这些变化。所有塑料涂层传感器都是热惰性传感器，无法跟踪快速温度变化（例如大多数电导传感器）。硫酸稀释系统加注站在加注站稀释中小型工厂用罐中储存各种所需浓度的硫酸。大型工厂可以进行两阶段稀释过程。第一步是稀释并储存中等浓度的H2SO4，第二步是在加注站进行最终稀释（如上图所示 ）。产品转换，即推出新类型或尺寸的蓄电池，可能引起加注站的浓度变化。如果仅由实验室浓度测量提供支持，则调整灌装罐的浓度可能需要长达40分钟。安东帕的在线密度传感器L-Dens 3300 可以协助实现自动控制浓度变化，从而将停机时间缩短到手动控制变化所需时间的一小部分。槽化成 在化学反应过程中，电解质的浓度将会增加。硫酸浓度测量和调节是实现高质量恒定化学反应过程的关键所在。循环方法会在化学反应期间测量和调节硫酸浓度应用优势 L-Dens 3300 GLS版本是一款非常紧凑的在线密度传感器，其接液部件由玻璃制成。它包括集成控制器和配备用户界面和电容式按键的高品质显示屏。优点：优化化学反应过程大幅缩短灌装线转产期间的停机时间确保加注过程的质量 测量温度/精度：安东帕硫酸在线密度传感器传感器：高度精确包括自动温度补偿易于操作且免维护适用于H2SO4 应用的其他安东帕解决方案硫酸生产测量 0% 至 110% 之间的 H2SO4 酸洗液监测

《重金属污染综合防治‘十二五’规划》日前已正式出台，记者日前从中国电器工业协会铅酸蓄电池分会了解到，铅酸蓄电池行业已经被明确为今年的排查重点。全行业都需要加大环保投入，部分企业还面临着重新选址搬迁的问题。 　　协会人士表示，“很多企业没有觉得压力大，但实际上我们已经命悬一线。”不久前，国务院正式批复了《重金属污染综合防治‘十二五’规划》，今年排查的重点还是铅酸蓄电池行业。 　　铅酸蓄电池行业成为排查重点不是偶然事件。2011年伊始，安徽省怀宁县高河镇新山社区23名儿童在省儿童医院检测出血铅超标，后经安徽省安庆市人民政府初步调查后认定，血铅事件与当地环保部门对博瑞电源有限公司长期违法试生产，并未采取有效措施有重大联系。此前的血铅污染事件还曾出现在陕西凤翔、湖南武冈和福建上杭等地。 　　因此《重金属污染综合防治‘十二五’规划》明确了内蒙古、江苏省等14个重金属污染综合防治重点省份、138个重点防治区域和4452家重点防控企业，同时根据污染排放情况和环境情况划定了141家铅酸蓄电池企业、7个重点区域，开展铅酸蓄电池的综合防控。 　　根据环保部门的思路，届时将“发现一个，解决一个，警示一片”。据透露，此次的调子是“态度要坚决，手段要严厉”。 　　事实上，部分铅酸蓄电池企业对生产环境和环保设备的投入也在逐年增加，一些大型的铅酸蓄电池生产企业甚至实现了零排放。但是在目前已发生产许可证的1700多家蓄电池企业中，环保设施有问题企业的比例依然不小。 　　因此该人士认为，“今后一段时间，全行业都需要重新审视环保的重要性并投入更多的资金，有些企业在最多五年内面临着重新选址搬迁的问题。” 　　市场人士认为，环保风暴给行业龙头带来的更多是机遇。长时间以来，一部分蓄电池行业的环保投入很少，没有正规纳税，加之不当的竞争手段，“导致行业的盈利能力普遍偏弱减弱，大多都是艰难求生存”。 　　今后，通过加强铅酸蓄电池行业的整顿，一些不规范的企业会被淘汰出局，而可持续发展的规范企业也会从中受益，净化后的蓄电池行业经营秩序和环境也将得到改善。目前，A股市场上铅酸蓄电池行业的龙头企业是风帆股份。

p 　　随着近些年新能源汽车、数码电子产品等锂离子电池应用领域的大力发展和推广，锂离子电池市场迅猛发展，预计2020年全球锂离子电池市场规模有望达到4500亿元。 /p p 　　相比于传统的镍氢电池，铅酸电池来说，锂离子电池具有能量密度高，无记忆效应，环境污染小等特点。 /p p 　　锂离子电池的主要材料有正负极、电池隔膜、电解液，这也是锂电池目前研究的热点领域和对象。其中在电极的制备过程中，锂电池浆料的性质，尤其是浆料的流变特性对最终电池的储电性能具有很大程度上的影响。 /p p 　　锂离子电池浆料含有活性材料及多种非活性物质，通过将其涂覆于金属集流体上来制备锂离子电池的电极。 /p p 　　锂离子电池中需要添加各种导电剂和粘结剂以形成导电网络，颗粒聚集在浆料中产生不均匀性，会导致复合电极中出现裂纹和空隙，使电子通路出现中断，从而影响电池性能。因此，制作分散均匀的、稳定的浆料成为重中之重。 /p p 　　锂离子电池浆料多为黑色不透明粘性流体或胶体状态，肉眼无法直接观测到分散是否均匀，不同分散状态的浆料又有着不同的粘度趋势。因此，流变特性是分析锂离子电池浆料分散状态的重要手段。 /p p 　　流变仪可在接近真实加工条件下，对样品在力、热作用下的行为进行研究，如样品的流动特性、加工过程中的结构变化、降解及混合质量等性质。锂离子电池浆料的流动特性与固含、搅拌工艺及加料顺序等都有很大的关系。另外，浆料的粘度和沉降稳定性也会对后续的涂布过程产生影响。 /p p 　　多项研究表明，锂电池的性能与浆料的粘度、添料次序、浆料固含、混合工艺、粘结剂种类、导电剂种类、溶剂种类、添加剂种类有关，且它们均是通过影响锂电池浆料的流变特性而影响最终的重放电性能。在体系相同的情况下，浆料的表观粘度基本与浆料的分散情况相关，浆料的分散程度越好，浆料的表观粘度越低。 /p p 　　制作分散均匀而稳定的浆料已成为提高锂离子电池性能的重要手段，流变仪则已成为锂电池开发研究过程中不可或缺的仪器。 /p

近期，中科院合肥物质院固体所赵邦传研究员团队在高性能水系锌离子电池电极材料研究方面取得系列进展，通过磁场 -电化学缺陷工程协同作用获得了一种超长寿命的 VS2基水系锌离子电池，并探索了 VS2在柔性自愈合锌离子电池中的应用。相关结果发表在 Materials Horizons 和 Small上。 　　水系电池因其低成本和高安全性在大规模储能领域具有广阔的应用前景，是锂离子电池的有力补充。其中，水系锌离子电池因锌金属高的理论比容量 (820 mAh g-1)和低的氧化还原电位 (-0.76 V vs. SHE)而备受关注。然而，通常锌离子电池正极材料的电化学性能有限，负极锌枝晶生长现象严重，使得锌离子电池的能量密度偏低，循环寿命偏差。因此，设计制备高能量密度正极材料和抑制锌枝晶的生长是开发高性能锌离子电池的两个关键因素。在此基础上，进一步制备柔性电池可有效拓宽储能器件的应用领域和范围。 　　鉴于此，研究人员采用一步水热结合高充电截止电压下原位电化学缺陷工程制备了一种具有手风琴状的VS2材料。该VS2材料晶格发生了有益的畸变，具有丰富的空位。材料独特的结构解锁了Zn2+沿c轴方向的传输，实现Zn2+沿ab面和c轴方向的3D传输，并可有效减小锌离子与VS2之间的静电相互作用，材料的比容量和倍率性能较为优异。同时，研究人员通过引入磁场的方法调节了电池中锌离子的运动方式，抑制了锌枝晶的生长，实现7400圈的超长循环寿命。 　　此外，团队通过简单的水热方法在柔性碳泡沫(CF)基底上生长了VS2纳米片阵列，制备了柔性VS2电极材料(VS2@CF)，探索了VS2在柔性锌离子电池方面的应用。得益于CF的高导电性和3D多孔骨架结构，VS2@CF表现出优异的倍率性能(5 A g-1时172.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下1000次循环后130.2 mAh g-1)。更重要的是，由VS2@CF正极、CF支撑的Zn负极和凝胶电解质组装的准固态电池VS2@CF//Zn@CF同样表现出优异的倍率性能( 0.2 A g-1时261.5 mAh g-1，5 A g-1时149.8 mAh g-1)和循环稳定性(1 A g-1下100次循环后126.6 mAh g-1)。VS2@CF//Zn@CF全电池还表现出良好的柔韧性和自愈性能，在不同弯曲角度下都具有较高的比容量，被剪开能迅速自愈合，并且愈合后能正常充放电。 　　合肥物质院固体所博士研究生毛云杰为论文第一作者，高能物理研究所散裂中子源科学中心司建国博士后对论文的部分结果进行了理论解释。该研究工作得到国家重点研发计划、安徽省重点研发计划、合肥大科学中心高端用户和合肥物质院院长基金等项目的支持。图 1. Zn-VS2 AZIB的结构示意图及电化学性能： (a) 结构示意图； (b) 循环性能； (c) 富含空位 VS2与其它类似结构正极材料的 Ragone图； (d)由 Zn-VS2电池供电的 LED灯光学照片。图 2. ( a)不同弯曲角度下的 VS2@CF//Zn@CF光学照片。 VS2@CF//Zn@CF电池的( b)循环性能和( c)倍率性能；( d)不同弯曲角度下的 GCD曲线；( e)由 VS2@CF//Zn@CF准固态电池点亮的商用 LED灯条。

作为人类活动的物质基础，能源就如一只扼住人类社会发展咽喉的手，我们的日常生活处处离不开能源的使用。而在这个能源有限的蓝色星球，能源的发展，能源和环境，能源的存储和再生，是全世界、全人类共同关心的问题。随着科学技术的不断发展，诸如多晶硅太阳能电池，电动汽车，生物质能等新能源技术如同雨后春笋般在我们的生活中流行开来，人们对便携式能源存储设备的需求比以前更加庞大，并继续保持指数级增长。 为了顺应这种潮流，电池技术的发展和生产变得越来越多样化，以满足人们对电池全面功效的需求。小到随身携带的电子设备，大到出行的交通工具，电池几乎遍布于我们生活的每一个角落。今天，小编就来给大家说道说道这小小电池世界里的大学问！ 步入有趣的电化学世界 在电池世界里面，首先要提到的就是使用普遍的且有着近150年发展历史的铅酸电池，其广泛应用于交通、通信、电力、军事、航海、航空等领域。从结构上来说，铅酸电池的电极主要由有毒的重金属铅及其氧化物制成，电解液是腐蚀性很强的硫酸溶液。铅酸电池在放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。 铅酸电池在耐用性、便携性和环保性方面有比较大的局限。一般深充深放电在300次以内，且有记忆，寿命在两年左右，并且电池内的液体在消耗一段时间后，如果发现电池发烫或者充电时间变短，就需要补充液体；同时，一般铅酸电池的重量是16~30公斤，体积较大，不易携带；此外，电池在生产过程或回收过程容易造成环境污染。 为了倡导可持续发展，对环境无毒害的绿色电池技术正在成为主流。最常见的有碱性电池和锂电池。碱性电池也称碱性干电池、碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的电池品种，适用于需放电量大及长时间使用。相比铅酸电池，碱性电池在某些应用中被证明是一种更有效率和安全的替代品，因为它们不含有剧毒和腐蚀性的成分。 碱性电池在结构上采用了与普通电池相反的电极结构，采用二氧化锰与石墨粉的混合物为正极，锌和其他添加物为负极，增大了正负极间的相对面积，而且用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液为电解液，允许离子在两极间移动。特别是负极锌也由片状改变成粉末状，增大了负极的反应面积，加之采用了高性能的电解锰粉，所以电性能得以很大提高。 总的电池反应式为：Zn+MnO2+2H2O+4OH－=Mn(OH)42－+Zn(OH)42－ 碱性电池是成功的高容量干电池，也是最具性价比的电池之一。由于它的防漏性相当好，所以可被使用在任何环境。 最后来带大家来看看目前电子设备中流行最广泛的锂电池。锂系电池可分为锂金属电池和锂离子电池。由于金属锂非常活泼的化学性质导致的安全问题尚未完全突破，因此目前广泛使用的锂系电池均为锂离子电池，而非锂金属电池。 锂离子电池是一种充电电池。一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料，石墨为负极材料，使用非水电解质的电池。主要依靠锂离子在正负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。锂离子电池常见的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂等。在这里，我们拿拥有较好安全性的磷酸铁锂电池举例。 磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质。电池分左右两边，左边是橄榄石结构的LiFePO4组成的电池正极，由铝箔与电池正极相连，中间是把正、负极隔开的聚合物隔膜，锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过；右边是由石墨组成的电池负极，由铜箔与电池的负极相连。电池的上下端之间是电池的电解质，主要成分是六氟磷酸锂LiPF6，整个电池由金属外壳密闭封装。充电时，正极中的Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；放电时，负极中的Li+通过隔膜向正极迁移。 锂电池耐用性较强，消耗慢，寿命长，且无记忆，同时便于携带。虽然价格相对比较昂贵，但是非常绿色环保，是一款清洁的能源存储设备，是电池行业的发展趋势。 水分仪跟电池也能扯上关系？ 看完了上面对电池知识的普及，是不是有种回到了似曾相识的化学课堂的感觉？其实在电池生产过程中，还有一项指标对电池的性能和可制造性起到至关重要的作用，这就是电池的水分含量。有人会觉得匪夷所思了吧~ 拿碱性电池来说，电池正负极材料成分被混进一种黏性物质，形成并产生合适的形状以构造电池。黏性混合物必须符合严格而又精确的水分含量规定，如果水分含量过多，导电性就会变差，因而电池容量就会不足；反之，如果水分含量不足，电池就很难成形。 全国乃至全球许多的电池生产商都信任奥豪斯的水分测定仪用来测定电池中的水分含量。下面拿来自我国华东地区的一家生产磷酸铁锂电池的客户举例。据相关实验显示，锂电池循环性能及倍率性能与电极水分含量密切相关，当电极水分含量超过0.06%时，电池循环性能和倍率性能降低，放电比容量严重衰减，循环200周后容量衰减近40%，且电池内阻增大，电化学阻抗增加。同时，电池极片在实际生产中的专配环节也会吸收水分，导致其电化学性能衰减。【1】因此在锂电池的生产当中，电极材料需要极其严格地控制水分。 奥豪斯MB 120水分测定仪配有全新的加热腔设计，同时精确控制的卤素加热系统可快速升温并均匀加热，结合高精度称重传感器可确保样品水分测试可读性达到0.01%/1mg。客户在电池生产过程中，每次仅需对电极材料粉末取样3~5g，根据样品的特性选择合适的温度进行测定，很快就能显示精准而又稳定的测定结果。整个过程不仅大大提升了测量的准确性，更节约了时间并提高了产能。 奥豪斯的设备不仅能在实验室中提供快速和重复性的结果，而且也能在工业环境中提供值得信赖的日常测量服务。如果你有更多关于工业生产中原料及成品水分测定方面的疑难咨询，或正在寻求更专业细致的水分仪选型指导，请及时联系我们，我们专业的工程师们届时将会在第一时间为您提供最满意的解答！ 参考文献：【1】牛俊婷，孙琳，康书文，赵政威，马紫峰. 电极水分对磷酸铁锂电池性能的影响[J]. 电化学，2015，21(5)：465-470.

p 　　造纸工业一种很常见的副产品：木质磺酸盐，已被以色列理工学院科学家证明可做为锂硫电池的低成本电极材料，目前研究小组创建了一款手表锂硫电池原型，下一个工作将试着扩大原型。 br/ /p p 　　锂硫电池能量密度至少是锂离子电池的两倍之多，因此尽管可充电锂离子电池是市场当红炸子鸡，科学家还是对锂硫电池的开发产生浓厚兴趣。 /p p 　　可充电电池主要由两个电极、电极间的液体电解质以及隔离膜组成，锂硫电池的阴极由硫碳基质构成，阳极使用锂金属氧化物。在元素形式中，硫是不导电的，但当硫在高温下与碳结合时会变得高度导电，因此被看好应用于新型电池技术中。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/a6c903ca-7605-4ae1-b894-c58d427c5885.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　然而，锂硫电池的一大挑战是硫很容易溶解到电池电解质中，导致两侧电极在循环仅仅几个周期后就恶化，尽管科学家试图使用不同形式的碳如：纳米碳管、复杂的碳泡沫等将硫稳在适当位置，但成效有限。 /p p 　　以色列理工学院研究团队现在找到一种简单方法，可以从单一原材料中创造出最佳的硫基阴极，他们将造纸工业的主要副产品木质磺酸盐(lignosulfonate)进行干燥处理，然后放到石英炉管(quartz tube furnace)中加热至 700℃，于高热之下驱除大部分硫气，但留下一些多硫化物(硫原子链)，可深度嵌入活性碳基质中。 /p p 　　研究人员重复加热过程好让适量硫嵌入碳基质中，接着将材料研磨并与惰性聚合物黏合剂混合，于铝箔上形成阴极涂层，证实可以用这种廉价、丰富的造纸衍生物质来建构锂硫电池。 /p p 　　目前团队设计了一款锂硫电池原型，规格为手表电池，可循环充放电约 200 次。下一步工作是扩大原型，以显著提高放电率和电池循环寿命，使电池有机会为大型数据中心供电、微电网和传统电网提供更便宜的能源存储选项。 /p p br/ /p

受台州蓄电池企业污染致168人血铅超标事件的影响，台州、武进等多地铅蓄电池厂被停业整顿。 　　中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会秘书长徐红告诉《第一财经(微博)日报》记者，目前国家相关部门正在对我国可能存在污染的重金属企业进行排查，以便制定更为详细的防止重金属污染的方案。 　　工艺落后致污染严重 　　截至3月26日下午5时，台州路桥区当地已有168人检测出血铅超标。台州环科院等单位专家的调查认定：这是一起由速起蓄电池公司引起的铅污染事件。路桥区环保局局长蒋新才在昨天的新闻发布会上透露，速起蓄电池公司周边300米范围内的土壤已被重金属污染，当地受污染较严重的土壤可能会被彻底挖除。 　　记者从速起蓄电池公司官方网站了解到，该公司是一家致力于开发、制造各类摩托车、汽车、UPS等专用密封式可充电蓄电池产品的生产型企业。据中新社报道，该公司厂房离居民区仅一墙之隔，站在厂房外就能闻到一股股刺鼻的气味。厂区里时有污水排出，而村民洗衣服、种菜，大多使用井水。 　　徐红告诉本报：“由于爆出铅酸污染事件，目前，台州、武进等多地铅蓄电池厂已经被停业整顿。” 　　徐红介绍，此次铅污染事件主角速起蓄电池公司产量并不算高，根据污染程度看，该公司的生产技术极可能是目前铅酸蓄电池行业落后的外化成工艺，但由于此类技术成本较低，不少蓄电池企业仍在使用。她告诉记者：“(国家)相关部门已经决定在两到三年内彻底淘汰这类技术的生产企业。改换成技术可靠、污染较少的内化成工艺。” 　　废旧蓄电池流入无证企业 　　这起事件距离2月18日国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》仅一个多月，该规划是我国第一个“十二五”专项规划。规划要求对未进行环评和“三同时”验收的重金属企业一律停产整改。徐红表示：“近期，国家相关部门已经按照规划要求，对可能存在重金属污染的企业进行地毯式排查，这其中包括铅酸蓄电池企业。” 　　然而，困难来自多方面。徐红坦言，首先，在标准制定上，尺度把握较难。“以前的相关规定，现在看来并不一定科学，比方说某一定产能蓄电池厂要求离居民400米，但是，400米之外不一定就没有铅污染，这需要根据各个企业的具体规模以及技术等来进行科学测算。” 　　其次，地方保护较严重，监管力度上仍需加强。徐红透露，此次有关部门排查中发现，很多蓄电池厂处于无证生产，“一些有证的企业很容易找到，而无证的企业很难查到。” 　　此外，徐红认为，更为严重的是在废旧铅酸蓄电池回收。按照国家相关规定，回收废旧铅酸蓄电池需要很大的投入，但许多无证企业利用不按照国家规定生产、减少环保投入的成本优势，违规低价回收蓄电池获利，造成更为严重的污染。

电池活动季 锂离子电池的研究、开发和利用是世界上增长最快的行业之一。心脏起搏器、无人机、汽车、飞机等等都依赖电池供电。但是，只有使用顶级材料才能实现卓越的安全性、强大的性能和较长的使用寿命。 作为世界知名的精密分析仪器制造商，奥地利安东帕公司（Anton Paar GmbH）的综合测量解决方案已成为电池材料及电池性能优化的保证，包括比表面积测定、电极材料的粒度和粒度分布、真密度测量以评估结晶度、电池浆料的流变性测定、隔膜材料的动态力学分析、聚乙烯膜的孔径和孔径分布，以及电池电解液的密度和黏度测定等等。自8月1日至10月31日，安东帕开启“全球电池市场活动季”，聚焦电池应用，带您走进安东帕丰富的电池应用世界，涵盖锂离子电池、燃料电池、铅酸电池等，活动包括免费电子书、系列网上技术研讨会等，期待您的参与。活动第一弹：电池材料专家 – 安东帕必读电子书（点击图片获取电子书） “电池材料表征现场指南”：高品质材料表征方法 - 助力锂离子电池材料性能的优化。“电池材料表征现场指南”中包含了大量真实的测量数据和提示，介绍了如何延长寿命、最大限度地提高输出和增加能量密度，同时在安全性方面做到零妥协。 关于Anton Paar

第五届先进高功率电池国际研讨会The 5 th International Conference on Advanced High Power Battery （CHPB-5）时间：2022年11月1-2日地点：中国.苏州主办单位中国化学与物理电源行业协会中国电子科技集团公司第十八研究所承办单位北京中联毅晖国际会展有限公司第一轮通知我们刚刚在苏州召开的第六届先进电池正负极材料国际论坛（ABCA-6）取得了圆满成功，在疫情不稳定的情况下，会议参加人数达到了800人！在此，我们向所有参会人员、演讲嘉宾以及赞助商表达衷心的感谢！ABCA-6是以纯电动汽车动力电池技术发展为主线的会议，主要涉及动力电池正负极材料创新研究与应用的新进展，以及材料产业链创建与发展。对于纯电动汽车而言，动力电池一般是高比能量设计，即具有高的能量密度，确保一次充电的行驶距离；具有长的循环寿命和日历寿命，确保电池总行驶里程超过数十万公里和至少10年以上的使用寿命。ABCA-6论坛充分展示了近年来动力电池关键正负极材料以及辅助材料（导电剂、粘合剂等）研究与应用的新进展，其在确保动力电池比能量、寿命等要求方面起到了越来越重要的作用。尤其是本届会议特邀加拿大著名教授、锂电池专家、美国Tesla公司首席顾问杰夫.丹做了专题演讲，他用大量实验结果阐明，采用合适工艺与配方、特别是电解质添加剂等的优化，使采用NMC三元正极材料的动力电池完全可以满足电动汽车总行驶里程100万公里和使用期数十年，乃至一个世纪的要求，为新能源汽车的可持续发展提供了重要技术支撑。从全球来看，预计到2025年，全球新能源汽车销量将达到1800万辆；到2030年，全球电动汽车销量预计达到3000万辆规模。从国内来看，2021年我国汽车销售量重新转为正增长，销量达到了2628万辆，增幅为3.8%，结束了调整期。按照每年3%至5%的增速预测，到2035年，我国汽车年销量有望达到目前的1.5至2倍，约为4500万辆，再叠加4倍的渗透率成长空间，预计到2035年时，新能源汽车销量有6至8倍的成长空间，发展前景非常广阔。尽管COVID-19疫情依然严重，但来自韩国市场研究机构SNE Research发布的报告显示，2022年1-6月，全球动力电池装机量高达202GWh，较去年的115GWh大幅提升75.65%。随着疫情控制加强，我国汽车产业正在恢复增长，其中新能源汽车稳定保持世界第一的位置。因此，实现由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会组织行业1000余名专家历时一年半修订完成的《节能与新能源汽车路线图2.0》中设定的目标是可以期待的。其中到2025年，BEV和PHEV年销量占汽车总销量15%-25%；到2025年混合动力乘用车当年销量占比达到50-60%（平均油耗达到5.6L/100km）。这预示我国未来的动力电池市场会越来越大。2021年中国动力电池的投资已超过万亿，产能扩张到1000 GWh； 2025年中国动力电池出货量将进入TWh时代，产值进入万亿级别。行业研究机构统计显示，2022上半年全球新能源汽车销量约408.7万辆，同比增长65%，相应的全球动力电池装机量为196GWh，同比增长82%。其中，排名前十的电池企业合计约183GWh，占总装机量的94%。相对于我国快速发展的BEV和PHEV市场而言，我国混合动力（微混/轻混和中混/全混）汽车也迎来了快速发展的良好机遇，如珠海COSMX冠宇通过快充电池材料的研究，在持续降低电池容量设计的前提下，大幅提升了12V锂离子电池的功率特性，推出一款“ 小体积、轻量化且低成本的启停电池”，取代目前采用的铅酸电池。不久以前， 中国化学与物理电源行业协会发布了《48V微混锂离子电源系统》（T/CIAPS0019—2022）标准 ，该标准的实施将极大地推进12-48V低电压电池技术与产品在混动车辆上的发展与应用。除混合动力车辆领域的发展需求外，近年来我国在电动工具和无人机装备等领域成为产销大国，由此对高性能、低成本、长寿命、高安全性“先进功率型”电池提出了创新要求， 为行业持续大力推进“新型高功率电池技术发展与推广应用”提供了重要依据。前四届论坛取得了丰硕成果，2022 年将继续举办第五届“先进高功率电池国际研讨会”，在当前我国技术与市场需求持续发展的有力支撑下，在广泛听取了业界的意见和建议基础上，进一步拓展和深化了论坛的内容，具体如下四个方面。1、先进高功率电池体系向多元化或混合体系创新发展：包括由金属氢化物镍电池扩展至锌镍电池，由双层超级电容器扩展至混合型电容器，由铅酸电池扩展至锂离子电池、钠离子电池，以及其它全新的混合电源体系等（如铅酸/功率型锂离子电池，超级电容器/高比能量锂离子电池）。2、增加先进高功率电池材料和化学体系最新研究进展：现有高功率电池综合性能的进一步提升，离不开新型电极材料、其它关键材料和集成创新技术的支撑。本次会议将增加“新型功能性电解质材料，含新型溶剂、盐（含离子液体）、各种添加剂等”和“隔膜材料，如低阻抗隔膜、高热稳定性隔膜或创新性处理技术等”的创新研究与应用等。3、拓展先进高功率先进电池的技术探讨：混合动力用先进功率型电池，不仅关注大电流脉充放电，更关注“大电流脉冲充电（可获取高效率瞬时能量回收），如微混或轻混车辆中使用的48V电池，充电功率要求高于放电功率等；消费者对电池低温充放电性能要求越来越高。因此对电池提升快充电性能、低温大电流充放电的创新技术研究将予以特别交流安排。4、拓展高功率电池应用领域的技术探讨：本届会议将继续围绕微混、轻混和全混合动力汽车、电动工具、无人机、电网储能调频等及相关电池系统的技术需求、创新研究与应用进展开展探讨。一、主要内容1、微混/轻混车辆市场展望及低电压应用（48V以内）的电池技术创新，特别是12&48V新型电池技术进展：1）微混车/轻混车辆市场现状与发展趋势及其对12&48V电池技术创新的要求；2）12&48V高功率锂离子电池或钠离子电池创新技术与应用进展；3）先进铅酸电池的技术进展（包括12&48V铅酸电池）；4）其它可能的48V电池体系及技术进展（如氢镍、锌镍、超级电容器或混合电源等）；5）12&48V电池系统集成技术（包括电性能、安全、循环、环境适应性、可靠性等）；6）12&48V高功率电池的标准化进展；7）适合极端条件下（如-40℃或更低、+50℃或更高等）的高功率电池技术开发与应用等。2、混合动力车辆（中混/全混）市场展望及高电压应用（100-300V或更高）的先进电池及体系创新技术进展：1）混合动力车辆市场发展现状及趋势分析；2）功率型金属氢化物镍电池技术及其在混合动力车辆上的应用新进展；3）其它功率型电池（锂离子、钠离子、锌镍、铅碳、超级电容器、锂离子超级电容器及其混合电源体系等）技术发展及其在混合动力车辆上的应用新进展；4）功率型电池系统集成技术（包括电性能、安全、循环、环境适应性、可靠性等）；5）功率型电池的评价技术及相关标准等。3、电动工具市场趋势及其对功率型电池的新要求：1）电动工具市场（包括北美、欧洲、亚太、拉美等地区市场）发展现状及趋势分析；2）功率型电池技术（包括锂离子和锌镍等电池技术）进展；3）超大电流持续放电对功率型锂离子电池应用的新挑战；4）电动工具用锂离子电池的能量密度和功率密度的发展趋势；5）电动工具的使用工况与功率型电池和电池包（块）的技术指标要求与评价技术。4、无人机市场趋势及其对功率/能量兼顾型电池的新要求：1）无人机市场趋势分析，包括消费级、行业级和农用级等；2）锂离子电池提升能量密度的技术方案及发展规划；3）全（半）固态电池的技术方案及发展规划；4）电池极限低温环境下充放电能力的研究进展；5）电池极限高温环境下长循环寿命的研究进展等。5、电网储能调频市场趋势及其对功率型电池的新要求6、起吊设备市场趋势及其对功率型电池的新要求7、列车高牵引力市场趋势及其对功率/能量型电池的新要求8、先进高功率电池的关键材料技术创新与应用进展：1）先进高功率电池新型正负极材料的研究与应用进展；2）降低高功率电池内部阻抗的关键材料研究与应用进展，包括高导电率电解质，高导电电极添加剂如碳纳米管、科琴黑等，低电阻粘合剂，高导电集流体，高强度/低离子电阻薄型隔膜等的研究与应用等；3）先进高功率电池全新正负极材料体系研究与应用进展等。9、提升先进高功率电池在高充电倍率下的充电接受能力：1）各种先进高功率电池的充电性能比较；2）镍氢高功率电池的充电行为与性能提升研究进展（在宽广温度区间）；3）锌镍高功率电池的充电行为与性能提升研究进展（在宽广温度区间）；4）锂离子高功率电池的充电行为与性能提升研究进展（在宽广温度区间）；5）超级电容器的充电行为与性能提升研究进展（在宽广温度区间）；6）其它新型高功率电池的充电行为与性能提升研究进展（在宽广温度区间）等。二、会议会期与方式：以大会演讲方式进行，会议安排两天技术交流（关于设立分会场、看报告数量）。三、会议征文：1、大会报告遴选：采取邀请、推荐与投稿相结合，特别欢迎踊跃投稿；2、投稿或推荐安排；1）凡期望能够在本次会议上发表论文单位与个人，均可直接投稿或推荐演讲人及题目（包括推荐国外人员）；2）投稿时只需先交上题目与摘要（说明涉及的主要成果内涵，最长一页纸）；3）推荐演讲人时，请写明演讲人姓名、国家、主要从事研究内容以及详细联系方法（电子邮件地址）；3、推荐演讲人截止时间定于2022年9月25日；个人或单位投稿截止时间初定2022年10月10日。四、会议注册费：2022年10月25日前报名并交费：2800元/人2022年10月25日后报名及现场交费：3400元/人银行账号：单位名称：中国化学与物理电源行业协会地址：天津市滨海新区华苑产业区（环外）海泰华科七路6号开户行：中国银行天津西青支行开票注意事项：如果需要增值税专用发票，请提供单位名称、税号、地址、电话、开户行、账号。2022年11月后及现场交费的，增值税专用发票将于报到现场领取。正式注册代表享有：1、会议提供的资料及参会胸卡；2、会议茶歇提供的饮料及点心；3、会议提供的自助午餐；4、参加会议与讨论以及会议组织的活动；5、会后会议提供的总结报告 6、优惠的会议用房；7、会员单位代表参会可享受10%注册费优惠（仅限于2022年10月25日前报名并交费）。五、会议赞助：为了共同办好这次论坛，热烈欢迎各企业、科研院所,特别是大型电池/材料企业以及为电池/材料企业提供设备/仪器和服务的厂家赞助本次会议，并借此机会提高公司或单位的知名度。有关赞助事宜，请联系会议组委会。赞助商：本次会议设置总冠名、专场冠名、晚宴冠名、白金赞助商等赞助形式，赞助商根据不同的形式可分别享受到相应的权益。参展商：每个展位费用20000元（往届展商九折优惠），双开口展位23000元。包括2人的用餐、展台搭建、资料费用等。六、组委会联系方式：中国化学与物理电源行业协会E-mail:luhui@ciaps.org.cn北京中联毅晖国际会展有限公司E-mail:shaojie@sinobattery.com.cn中国化学与物理电源行业协会2022年8月30日

温度对于锂离子电池的稳定性和安全性有较大的影响，因而热分析表征在锂电研究中具有重要意义。在热分析仪器领域，耐驰拥有60余年的应用经验，其产品覆盖了热分析的各个分支领域，从差热、热重到热机械、热膨胀及热质/热红联用，都能提供一系列具有高精度及高稳定性的仪器，高温领域可达2800℃，低温可达-180℃。仪器信息网整理了2020年耐驰热分析技术在锂电研究中的最新应用。　　点击报告题目，即可进入视频页面进行观看。报告题目主讲人锂电行业热分析解决方案介绍耐驰科学仪器商贸（上海）有限公司应用支持经理 王荣电极材料中碳含量的综合热质联用分析德国耐驰仪器制造有限公司 市场与应用总监 曾智强

目前，市场上使用的充电电池主要分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。铅酸电池主要用于动力电池领域，缺点是重金属铅对人体和环境的污染；镍镉电池主要用在笔记本、手机等消费电子领域，存在记忆效应、寿命短且有镉污染等问题；镍氢电池是镍镉电池的替代品，缺点是高温性差，具有记忆效应。唯有锂离子电池具有能量高密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点，近些年逐渐替代镍镉电池、镍氢电池，占据了消费电子领域大部分市场。中国制造2025，是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领，其中节能与新能源汽车、新材料占据了十大领域的两席之地。锂离子电池产业已被列入国家“863计划”和“973计划”，是政府大力支持和发展的新能源产业之一。 作为新兴的绿色优质能源，锂离子电池的制造工艺要求非常高，关键材料的性能对电池的整体性能（比如电池容量、安全性能、使用寿命等）影响非常巨大，需要完善的质量监控手段严格控制制造过程。为了精确的对各个关键部件材料的质量工艺进行控制，锂离子电池各关键部件的分析检测方法就成为国内检测机构的重要工作之一。此外，废旧锂电池回收处理，有助于形成“生产-回收-再生产”的循环链，解决废旧锂电池污染和废物利用的问题，实现新能源汽车的持续发展。锂离子电池领域涉及仪器范围较广，有FTIR、XPS、SPM、XRD、EDX、GC/GCMS等。 岛津公司作为全球著名的分析仪器厂商，自1875年创业以来，始终秉承 “以科学技术向社会做贡献”的宗旨，不断钻研相关领域的最新技术。岛津公司秉承“为了人类和地球的健康”这一企业理念，为您奉上《岛津锂离子电池应用数据集册》，涉及锂离子电池正负极、隔膜材料、电解液成分检测以及电池原位充放电检测技术等领域，希望我们的努力能为您带来有益的帮助。

2024年4月8日，工业和信息化部印发《工业和信息化部办公厅关于印发2024年第一批行业标准制修订计划的通知》（工信厅科〔2024〕18号），由中国电子技术标准化研究院（赛西，CESI）归口管理并组织起草的行业标准SJ/T xxxx《锂离子电池电极材料粒度分布检测方法 激光衍射法》（计划号：2024-0318T-SJ）计划正式下达。该标准由宁德时代新能源科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院、广东邦普循环科技有限公司等参与起草。近日，起草组已完成征求意见1稿的编制工作，为保证项目的进度和质量，现向各相关单位征求意见，请于2024年7月31日前将意见反馈至zhaolx@cesi.cn。工作组秘书处将择期组织召开标准征求意见1稿讨论会，具体时间另行通知。中国电子技术标准化研究院作为工信部锂离子电池及类似产品标准工作组的组长和秘书处单位，将充分依托该工作组，联合国内锂/钠离子电池领域产、学、研、用等单位共同开展该标准的编制工作。工作组成员单位可直接联系项目组负责人报名并获取征求意见稿，非工作组成员单位如需参与该标准制定并反馈意见，请先联系工作组秘书处加入工作组或项目组。工信部锂离子电池及类似产品标准工作组秘书处：刘 冉 冉电话：010-64102192邮箱：liurr@cesi.cn激光衍射法是锂离子电池电极材料粒度分布最常用的检测方法 。为帮助业内人士深入了解激光衍射法等粒度表征技术及应用的最新进展，促进跨领域交流与合作，仪器信息网与中国颗粒学会将于2024年7月23-24日联合举办第五届颗粒研究应用与检测分析网络会议，会议特别设置电池材料与颗粒分析表征、多孔材料与颗粒分析表征、超微及纳米颗粒分析表征、颗粒与健康四个专场。一键免费报名参会：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/particuology2024/点击图片直达会议页面

在新能源材料领域，如何实现更高能量密度、更安全、更持久的锂金属电池，一直是科研界的一大难题。近日，云南大学材料与能源学院的郭洪教授团队设计了一种新型酰氨基功能化聚合物电解质，为锂金属电池的长寿命运行提供了有力保障。相关成果发表在国际期刊《能源与环境科学》上。在能源存储技术日新月异的今天，锂金属电池因其高能量密度和潜在的安全性提升，被视为未来电池技术的重要方向，其中固态电解质性能的优化尤为关键。传统聚合物电解质虽然具有界面接触性好、工业化生产潜力大等优点，但在实际应用中却面临着机械性能不足、锂离子（Li+）传输效率低、电极或电解质界面稳定性差等挑战。这些问题严重制约了锂金属电池的性能和寿命。酰氨基功能化材料设计示意图。 受访者供图针对这些挑战，郭洪教授团队提出了创新的分子设计策略，通过引入丰富的酰氨基位点，构建了一个独特的分层超分子网络，巧妙结合了永久化学交联和可逆氢键，使聚合物电解质在保持高度机械强度的同时，具备了优异的柔韧性。更重要的是，酰氨基位点的引入为锂离子提供了快速且可逆的传输通道，显著提升了电解质的离子传导性能。此外，整个聚合物基质的预去溶剂化效应也进一步促进了锂离子的传输效率，使其在电解质中的迁移更加迅速和均匀。除了优异的传输性能，这种新型聚合物电解质还能够在电极表面形成稳定的界面层，有效防止了锂枝晶的生成和界面副反应的发生。锂枝晶是锂金属电池中常见的问题，它们不仅会导致电池短路，还会加速电池的老化过程。因此，这种双重强化的界面稳定性对于提高电池的安全性和循环寿命至关重要。实验结果显示，采用这种新型电解质的锂金属电池，在循环测试中展现出了惊人的耐久性。在完整充放电情况下，磷酸铁锂正极搭配锂金属负极的电池经过850次循环后，容量保持率仍高达96.5%；而钴酸锂正极的电池则在300次循环后保持了96.8%的容量。据了解，这一新成果是对固态电解质设计的一次重大创新，证明其在实际应用中的巨大潜力，为解决锂金属电池面临的诸多挑战提供了新思路，也为未来开发更高性能、更长寿命的固态电池奠定了坚实的理论基础和材料基础，在电动汽车、储能系统等领域具有广阔的应用前景。

p 　　进一步提高电池的能量密度是动力电池发展的主题和趋势, 而关键材料是其基础. 本文从锂离子动力电池正、负极材料, 隔膜及电解液等几个方面, 对锂离子动力电池关键材料的发展趋势进行评述. 开发高电压、高容量的正极新材料成为动力锂离子电池比能量大幅度提升的主要途径 负极材料将继续朝低成本、高比能量、高安全性的方向发展, 硅基负极材料将全面替代其他负极材料成为行业共识. 此外, 本文还对锂离子动力电池正极、负极材料等的选择及匹配技术、动力电池安全性、电池制造工艺等的关键技术进行了简要分析, 并提出了锂离子动力电池研究中应予以关注的基础科学问题. /p p strong 　　1 引言 /strong /p p 　　发展新能源汽车被广泛认为是有效应对能源与环境挑战的重要战略举措. 此外, 对我国而言, 发展新能源汽车是我国从“汽车大国”迈向“汽车强国”的必由之路 [1] . 近年来, 新能源汽车产销量呈现井喷式增长, 全球保有量已超过130万辆, 已进入到规模产业化的阶段. 我国也在2015年超过美国成为全球最大的新能源汽车产销国. 以动力电池作为部分或全部动力的电动汽车, 因具有高效节能和非现场排放的显著优势,是当前新能源汽车发展的主攻方向. 为了满足电动汽车跑得更远、跑得更快、更加安全便捷的需求, 进一步提高比能量和比功率、延长使用寿命和缩短充电时间、提升安全性和可靠性以及降低成本是动力电池技术发展的主题和趋势. /p p 　　近日,由中国汽车工程学会公布的《节能与新能源汽车技术路线图》为我国的动力电池技术绘制了发展蓝图. 该路线图提出,到2020年,纯电动汽车动力电池单体比能量达到350Wh/kg,2025年达到400Wh/kg,2030年则要达到500W h/kg 近中期在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时, 以开发新型锂离子动力电池为重点, 提升其安全性、一致性和寿命等关键技术, 同步开展新体系动力电池的前瞻性研发 中远期在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时, 重点研发新体系动力电池, 显著提升能量密度、大幅降低成本、实现新体系动力电池实用化和规模化应用. /p p 　　由此可见, 在未来相当长的时间内, 锂离子电池仍将是动力电池的主流产品. 锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、环境友好、可以兼具良好的能量密度和功率密度等优点, 是目前综合性能最好的动力电池, 已被广泛应用于各类电动汽车中 [2~7] . /p p 　　本文简要介绍了锂离子动力电池的产业技术发展概况, 并从锂离子动力电池正、负极材料, 隔膜及电解液等几个方面, 对锂离子动力电池关键材料的发展趋势进行评述. 本文还对锂离子动力电池正、负极材料的选择及匹配技术、动力电池安全性、电池制造工艺等关键技术进行了简要分析, 并提出了锂离子动力电池研究中应予以关注的基础科学问题. /p p strong 　　2 锂离子动力电池产业技术发展概况 /strong /p p 　　从产业发展情况来看, 目前世界知名的电动汽车动力电池制造商包括日本松下、车辆能源供应公司(AESC)、韩国LG化学和三星SDI等都在积极推进高比能量动力锂离子电池的研发工作. 综合来看, 日本锂电池产业的技术路线是从锰酸锂(LMO)到镍钴锰酸锂三元(NCM)材料. 例如, 松下的动力电池技术路线早期采取锰酸锂, 目前则发展镍钴锰酸锂三元、镍钴铝酸锂(NCA)作为正极材料, 其动力电池主要搭载在特斯拉等车型上. 韩国企业以锰酸锂材料为基础, 如LG化学早期采用锰酸锂作为正极材料, 应用于雪佛兰Volt车型, 近年来三星SDI和LG化学已经全面转向镍钴锰酸锂三元材料(表1) [8] . /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/2d0662ae-8c3d-4524-aa6c-4ba35fb5d971.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　目前国内主流动力锂电池厂商, 如比亚迪等仍以磷酸铁锂为主, 磷酸铁锂电池在得到了大规模普及应用的同时, 其能量密度从2007年的90W h/kg提高到目前的140W h/kg. 然而, 由于磷酸铁锂电池能量密度提升空间有限, 随着对动力电池能量密度要求的大幅提升, 国内动力电池厂商技术路线向镍钴锰三元、镍钴铝或其混合材料的转换趋势明显(表2). /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fd4ccbd7-67aa-49c0-bf98-30020d1d0ed3.jpg" title=" 2.jpg" / /p p strong 　　3 锂离子动力电池关键材料的发展趋势 /strong /p p 　　锂离子电池采用高电位可逆存储和释放锂离子的含锂化合物作正极, 低电位可逆嵌入和脱出锂离子的材料作负极, 可传导锂离子的电子绝缘层作为隔膜,锂盐溶于有机溶剂作为电解液, 如图1所示. 正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成锂离子电池的4种关键材料. /p p 　　3.1 正极材料 /p p 　　锰酸锂(LMO)的优势是原料成本低、合成工艺简单、热稳定性好、倍率性能和低温性能优越, 但由于存在Jahn-Teller效应及钝化层的形成、Mn的溶解和电解液在高电位下分解等问题, 其高温循环与储存性能差. 通过优化导电剂含量、纯化电解液、控制材料比表面 [11] 以及表面修饰 [12] 改善LMO材料的高温及储存性能是目前研究中较为常见且有效的改性方法. /p p 　　磷酸铁锂(LFP)正极材料有着良好的热稳定性和循环性能, 这得益于结构中的磷酸基聚阴离子对整个材料的框架具有稳定的作用. 同时磷酸铁锂原料成本低、对环境相对友好, 因而使得LFP成为目前电动汽车动力电池中的主流材料 [12~16] . 但由于锂离子在橄榄石结构中的迁移是通过一维通道进行的, LFP材料存在着导电性较差、锂离子扩散系数低等缺点. /p p 　　从材料制备角度来说, LFP的合成反应涉及复杂的多相反应,因此很难保证反应的一致性, 这是由其化学反应热力学上的根本性原因所决定的 [16] . 磷酸铁锂的改进主要集中在表面包覆、离子掺杂和材料纳米化三个方面.合成工艺的优化和生产过程自动化是提高LFP批次稳定性的基本解决方法. 不过, 由于磷酸铁锂材料电压平台较低(约3.4V), 使得磷酸铁锂电池的能量密度偏低,这一缺点限制了其在长续航小型乘用车领域的应用. /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4796d208-e8dd-4b71-a5fc-296ecba8d6c1.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　镍钴锰三元(NCM)或多元材料优势在于成本适中、比容量较高, 材料中镍钴锰比例可在一定范围内调整, 并具有不同性能. 目前国外量产应用的动力锂电正极材料也主要集中在镍钴锰酸锂三元或多元材料, 但仍然存在一些亟需解决的问题, 包括电子导电率低、大倍率稳定性差、高电压循环定性差、阳离子混排(尤其是富镍三元)、高低温性能差、安全性能差等 [17] . 另外, 由于三元正极材料安全性能较差, 采用合适的安全机制如陶瓷隔膜材料也已成为行业共识 [18] . /p p 　　考虑到安全性等问题, 通过改进工艺(如减少电极壳的重量等)来提高电池能量密度的空间有限. 为了进一步提高动力锂离子电池的能量密度, 开发高电压、高容量的正极新材料成为动力锂离子电池比能量大幅度提升的主要途径(图2) [19,20] /p p 　　3.1.1 高电压正极材料 /p p 　　开发可以输出更高电压的正极材料是提高材料能量密度的重要途径之一. 此外, 高电压的另一显著优势是在电池组装成组时, 只需要使用比较少的单体电池串联就能达到额定的输出电压, 可以简化电池组的控制单元. 目前主流的高电压正极材料是尖晶石过渡金属掺杂的LiM x Mn 2?x O 4 (M=Co、Cr、Ni、Fe、Cu /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/3b01137b-1330-47a0-a313-51c9d4f2f033.jpg" title=" 4.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 2 比较各种类型的高电压、高容量正极材料的体积能量密度、功率、循环性、成本和热稳定性的雷达图 [20] (网络版彩图)等) /p p 　　最典型的材料是LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , 虽然其比容量仅有146mAh/g, 但由于工作电压可达到4.7V, 能量密度可达到686W h/kg [20,21] . 本课题组 [22] 以板栗壳状的MnO 2为锰源, 通过浸渍方法合成了由纳米级的多面体聚集而成微米球状的尖晶石镍锰酸锂(LNMO)材料. 该结构对电解液的浸入和锂离子的嵌入和脱出十分有利,且可以适应材料在充放电过程中的体积变化, 减小材料颗粒之间的张力. 该研究还发现, 含有微量Mn 3+的LNMO电化学性能更优, 充放电循环80圈后放电比容量还能保持在107mAh/g, 容量保持率接近100%.LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的比容量衰减制约了它的商业化进程,其原因多与活性材料以及集流体与电解液之间的相互作用相关, 由于电解液在高电位下的不稳定性, 如传统碳酸酯类电解液会在4.5V电压以上氧化分解, 使得锂离子电池在高电压充放电下发生气胀, 循环性能变差. /p p 　　因此, 高电压正极材料需要解决电解液匹配问题.解决上述问题的方法包括以下3个方面. (1) 材料表面包覆 [23~25] 和掺杂 [26~28] . 例如, Kim等 [28] 近期通过表面4价Ti取代得到LiNi 0.5 Mn 1.2 Ti 0.3 O 4 材料, 透射电子显微镜显示材料表面形成了坚固的钝化层, 因此减少了界面副反应, 30℃下全电池实验结果表明在4.85V截止电压, 200个循环后, 容量保持率提高了约75%. 然而, 单独的表面涂层/掺杂似乎不能提供长期的循环稳定性(如≥500个循环), 在应用中必须考虑与其他策略相结合. (2) 使用电解液添加剂或其他新型电解质组合 [29~31] . /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/e33aa180-4c60-4e9a-af6d-315f29391fd1.jpg" title=" 5.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 3 具有良好电化学稳定性的用于高电压LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 材料的LiFSA/DMC电解液体系.& nbsp /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (a) LiFSA/DMC混合电解液中的组分结构示意图 (b) 两种不同配比情况下, 溶剂分子典型平衡轨迹的DFT-MD模拟 (c) 铝电极在LiFSA/DMC混合电解液中的高电压稳定性 (d) 全电池在40° C, C/5倍率下的循环性能 [31] (网络版彩图) /span /p p 　　如图3所示, Yamada课题组 [31] 利用简单的LiFSA/DMC(1:1.1, 摩尔比)电解液体系实现了LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 /石墨全电池在40℃温度下循环100次后容量保持90%, 尽管高度浓缩的系统的离子电导率降低了一个数量级(30℃时为约1.1 mS/cm), 但依然保持了与使用商业碳酸酯电解液体系相当的倍率性能. (3) 使用具有离子选择透过性的隔膜 [32~35] . 已经证明使用电化学活性的Li 4+x Ti 5 O 12 膜 [32] 以及锂化Nafion膜与商业PP膜的复合隔膜 [33] 能够极大地改善LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 的循环寿命. /p p 　　此外, 一些由LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 衍生的新型尖晶石结构高电压材料如LiTiMnO 4 [36] 、LiCoMnO 4 [37,38] 等, 以及橄榄石结构磷酸盐/氟磷酸盐也被广泛研究, 如LiCoPO 4 [39] 、LiNiPO 4 [40] 、LiVPO 4 F [41] 等 [42] . /p p 　　3.1.2 高容量正极材料 /p p 　　由于锂离子电池负极材料的比容量远高于正极材料, 因此正极材料对全电池的能量密度影响更大.通过简单的计算可知, 在现有的水平上, 如果将正极材料的比容量翻倍, 就能够使全电池的能量密度提高57%. 而负极材料的比容量即使增加到现有的10倍, 全电池的能量密度也只能提高47% [43] . /p p 　　镍钴锰三元材料中, Ni为主要活性元素, 一般来说,活性金属成分含量越高, 材料容量就越大.低镍多元材料如NCM111、NCM523等能量密度较低, 该类材料体系所能达到的动力电池能量密度为120~180Wh/kg, 无法满足更高的能量密度要求. 高容量正极材料的一个发展方向就是发展高镍三元或多元体系. /p p 　　高镍多元体系中, 镍含量在80%以上的多元材料(NCA或NCM811)能量密度优势明显, 用这些材料制作的电池匹配适宜的高容量负极和电解液后能量密度可达到300Wh/kg以上 [44] . 但是高镍多元材料较差的循环稳定性、热稳定性和储存性能极大地限制了其应用. 一般认为当镍的含量过高时, 会引起Ni 2+ 占据Li + 位置, 造成阳离子混排, 阻碍了Li + 的嵌入与脱出, 从而导致容量降低 [20,45,46] .另外, 材料表面与空气和电解液易发生副反应、高温条件下材料的结构稳定性差和表面催化活性较大也被认为是导致容量衰减的重要原因 [20,45,47] . /p p 　　解决上述问题的方法有如下3种. /p p 　　(1) 对材料进行有效的表面包覆或体相掺杂 [48~50] . 例如, 最近Chae等 [50] 利用湿化学法在NCM811表面包覆了一层N,N-二甲基吡咯磺酸盐,有效地阻隔了材料与电解液界面, 抑制了电解液在高镍三元材料表面的催化分解, 1C倍率下前50圈的平均库仑效率达99.8%, 容量保持率高达97.1%. /p p 　　(2) 开发具有浓度梯度的高镍三元体系 [51~55] . Sun课题组 [53~55] 采用共沉淀方法制备了具有双斜率浓度梯度三元材料,如图4所示, 这种材料的内部具有更高含量的镍, 有利于高容量的获得和保持, 外层有更高含量的锰, 有利于循环稳定性和热稳定性的提升. 通过Al掺杂, 具有浓度梯度的LiNi 0.61 Co 0.12 Mn 0.27 O 2 在经过3000次循环后,其容量保持率从65%大幅度提高到84%. /p p 　　(3) 开发与高容量正极材料相适应的电解液添加剂或新型电解液体系 [56~58] . /p p 　　目前高镍多元材料量产技术主要掌握在日韩少数企业手中, 如日本的住友、户田, 韩国的三星SDI、LG、GS等. 根据不同的应用领域, 材料的镍含量在78~90 mol%, 克容量集中在190~210mA h/g. 各公司正尝试将其应用于电动汽车领域, 其中尤以特斯拉采用的镍钴铝(NCA)受到广泛瞩目. 需要指出的是, NCA和NCM811两种材料在容量、生产工艺等方面具有很多相似性, 松下18650电池正极采用NCA正极, 电池能量密度约为250Wh/kg, 但NCA材料因存在铝元素分布不均、粒度难以长大等问题, 主要应用于圆柱电池领域, 圆柱型电池在在电池管理系统方面需要的技术与成本较高. /p p 　　除 此 之 外 , 基 于 Li 2 MnO 3 的 高 比 容 量 (200~300mAh/g) 富 锂 正 极 材 料 zLi 2 MnO 3 · (1?z)LiMO 2(0 /p p 　　3.2 负极材料 /p p 　　锂离子电池负极材料分为碳材料和非碳材料两大类. 其中碳材料又分为石墨和无定形碳, 如天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、软炭(如焦炭)和一些硬炭等 其他非碳负极材料有氮化物、硅基材料、锡基材料、钛基材料、合金材料等 [61] . /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/6e6b8975-e32c-4aee-9021-c6d0edef3ad9.jpg" title=" 6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 4 Al掺杂的具有双斜率浓度梯度三元材料LiNi 0.61 Co 0.12 Mn 0.27 O 2 [54,55] . /p p & nbsp span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (a) TEM EDS元素分析成像 (b) TEM 线性元素扫描分析 (c) Al掺杂和无掺杂的三元材料循环性能对比 (网络版彩图) /span /p p 　　负极材料将继续朝低成本、高比能量、高安全性的方向发展, 石墨类材料(包括人造石墨、天然石墨及中间相碳微球)仍然是当前锂离子动力电池的主流选择 近到中期, 硅基等新型大容量负极材料将逐步成熟, 以钛酸锂为代表的高功率密度、高安全性负极材料在混合动力电动车等领域的应用也将更加广泛. 中远期, 硅基负极材料将全面替代其他负极材料已成为行业共识. /p p 　　硅基负极材料被认为是可大幅度提升锂电池能量密度的最佳选择之一, 其理论比容量可以达到4000mAh/g以上 [62,63] , 与高容量正极材料匹配后, 单体电池理论比能量可以达到843Wh/kg, 但硅负极材料在充放电过程中存在巨大的体积膨胀收缩效应, 会导致电极粉化降低首次库仑效率并引起容量衰减 [64~67] . /p p 　　研究者尝试了多种方法解决该问题. /p p 　　(1) 制备纳米结构的材料, 纳米材料在体积变化上相对较小, 且具有更小的离子扩散路径和较高的嵌/脱锂性能, 包括纳米硅颗粒 [68~70] 、纳米线/管 [71~74] 、纳米薄膜/片 [75~77] 等. /p p 　　(2) 在硅材料中引入其他金属或非金属形成复合材料, 引入的组分可以缓冲硅的体积变化, 常见的复合材料包括硅碳复合材料 [78~82] 、硅-金属复合材料等 [83~85] . Cui课题组 [81] 通过先后在硅纳米颗粒表面包覆二氧化硅和碳层, 再将二氧化硅层刻蚀之后得到蛋黄蛋壳结构的硅碳复合材料, 如图5所示, 并利用原位透射电镜研究了碳壳与硅核之间的空隙对材料稳定性及电化学性能的影响. 由于蛋黄蛋壳的结构在硅和碳层之间预留了充足的空间, 使硅在嵌锂膨胀的时候不破坏外层的碳层, 从而稳定材料的结构并得到稳定的SEI膜. 在此基础上, 通过对碳包覆之后的纳米颗粒进行二次造粒,在大颗粒的表面再包覆碳膜, 最后刻蚀制备出类石榴的结构 [82] , 复合材料尺寸的增大减小了材料的比表面积, 提高了材料的稳定性, 材料的1000周循环容量保持率由74%提高到97%, 如图5所示. /p p 　　(3) 选用具有不同柔性、界面性质的黏结剂, 提高黏结作用 [86~88] 最近,Choi等 [88] 通过形成酯键使传统黏结剂聚丙烯酸PAA与多聚轮烷环组分PR交联结合得到具有特殊结构的双组分PR-PAA黏结剂, 如图6所示, 很大程度上提高了硅负极在充放电过程中的稳定性. /p p 　　(4) 采用体积变化相对缓和的非晶态硅材料, 如多孔硅材料等 [89,90] . /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c68c0215-a21a-4fa0-9f73-1a0fca0d02f5.jpg" title=" 7.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 5 具有蛋黄蛋壳的结构的硅碳复合锂离子电池负极材料 [81,82] . /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " & nbsp (a) 蛋黄蛋壳的结构合成示意图及TEM图 (b) 类石榴的结构合成示意图 (c) 硅纳米粒子、 蛋黄蛋壳结构硅碳复合材料、类石榴结构硅碳复合材料的循环性能对比 (网络版彩图) /span /p p 　　应用方面, 日立Maxell宣布已成功将硅基负极材料应用于高能量密度的小型电池 日本GS汤浅公司则已推出硅基负极材料锂电池, 并成功应用在三菱汽车上 特斯拉则宣称通过在人造石墨中加入10%的硅基材料, 已在其最新车型Model 3上采用硅碳复合材料作为动力电池负极材料. /p p 　　3.3 电解液 /p p 　　高安全性、高环境适应性是锂离子动力电池对电解液的基本要求. 随着电极材料的不断改善和更新, 对与之匹配的电解液的要求也越来越高. 由于开发新型电解液体系难度极大, 碳酸酯类有机溶剂配伍六氟磷酸锂盐的常规电解液体系在未来相当长一段时间内依然是动力电池的主流选择. /p p 　　在此情形下, 针对不同用途的动力电池和不同特性的电极材料, 优化溶剂配比、开发功能电解液添加剂就显得尤为重要.例如, 通过调整溶剂配比含量和添加特殊锂盐可以改善动力电池的高低温性能 加入防过充添加剂、阻燃添加剂可以使电池在过充电、短路、高温、针刺和热冲击等滥用条件下的安全性能得以大大提高 通过提纯溶剂、加入正极成膜添加剂可以在一定程度上满足高电压材料的充放电需求 通过加入SEI膜成膜添加剂调控SEI膜的组成与结构, 可以实现延长电池寿命 [91] . 近年来, 随着Kim等 [92] 第一次成功地将丁二腈(SN)作为电解液添加剂来提高石墨/LiCoO 2 电池的热稳定性, 以丁二腈(SN)和己二腈(ADN) [93] 等为代表的二腈类添加剂因其与正极表面金属原子极强的络合力并能很好地抑制电解液氧化分解和过渡金属溶出的优点, 已经成为学术界和工业界普遍认可的一类高电压添加剂. 而以1,3-丙烷磺酸内酯(PS [94] 和1,3-丙烯磺酸内酯(PES) [95] 等为代表的另一类高电压添加剂,即正极成膜添加剂, 则是通过在正极表面优先发生氧化反应并在正极表面形成一层致密的钝化膜, 从而达到阻止电解液和正极活性物质接触、抑制电解液在高电压下氧化分解的效果. /p p 　　目前, 高低温功能电解液的开发相对成熟, 动力电池的环境适应性问题基本解决, 进一步提高电池的能量密度和安全性是电解液研发的首要问题. 中远期, 锂离子动力电池电解液材料的发展趋势将主要集中在新型溶剂与新型锂盐、离子液体、添加剂等方面, 凝胶电解质与固态电解质也是未来发展的方向. 而以固态电解质为关键特征之一的全固态电池在安全性、寿命、能量密度及系统集成技术等都具有潜在的优异特性, 也是未来动力电池和储能电池领域发展的重要方向 [96] . /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/58812389-5862-4e1d-a7b7-b4dc7b4fc4d9.jpg" title=" 8.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 6 SiMP负极PR-PAA黏结剂的应力释放机理 [88] .& nbsp /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (a) 减小提起物体用力的滑轮机理 (b) PR-PAA黏结剂用于缓解因硅颗粒充放电过程中体积变化而产生应力的示意图 (c) 充放电过程中PAA-SiMP电极破碎和生成SEI膜的示意图 (网络版彩图) /span /p p 　　3.4 隔膜 /p p 　　目前, 商品化锂离子动力电池中使用的隔膜材料主要是微孔的聚烯烃类薄膜, 如聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene, PP)的单层或多层复合膜.聚烯烃类隔膜材料由于其制造工艺成熟、化学稳定性高、可加工性强等优点在一段时间内仍然是商品化隔膜材料的主流, 尤其是PE的热闭孔温度对抑制电池中某些副反应的发生及阻止热失控具有重要意义.发展基于聚烯烃(尤其是聚乙烯)隔膜的高性能改性隔膜材料(如无机陶瓷改性隔膜、聚合物改性隔膜等),进一步提高隔膜的安全特性和电化学特性仍将是隔膜材料研发的重点 [18] . /p p 　　最近, 本课题组 [97] 通过使用耐高温的聚酰亚胺做黏结剂将纳米Al 2 O 3 涂覆在商业PE隔膜单层表面将隔膜的热稳定性提高到了160℃. 本课题组 [98] 还在前期开发的SiO 2 陶瓷隔膜的基础上, 在其表面和孔径间原位聚合包覆上一层耐高温的聚多巴胺保护层, 如图7所示, 使隔膜在230℃高温下处理30min, 不但不收缩并且保持良好的机械性能, 可以有效保障电池安全. l’Abee课题组 [99] 以耐热性的聚醚酰亚胺树脂为基材, 将其用NMP加热溶解后重新浇铸成膜, 得到的聚醚酰亚胺隔膜, 其热稳定性可达到220℃.随着锂离子电池在电动汽车等领域的应用, 建立隔膜构造、隔膜孔径尺度与分布的有效调控方法, 以及引入电化学活性基团等使聚烯烃隔膜多功能化, 将是隔膜发展的重要方向. 针对耐热聚合物隔膜等的研发及产业化工作也将得到大力推进. /p p 　　综上所述，锂离子动力电池关键材料的发展趋势将如图8所示, 正极材料向高电压、高容量的趋势发展 负极则以发展硅碳复合材料为主, 通过发展新型黏结剂和SEI膜调控技术使得硅碳复合负极材料真正走向实际应用 电解液近期内将以发展高电压电解液和高环境适应性电解液材料为主, 中远期则将以固态电解质材料为发展目标 多种材料复合且结构可控的隔膜材料将是锂离子动力电池隔膜的重点发展方向. /p p strong 　　4 锂离子动力电池的关键技术和基础科学问题 /strong /p p 　　4.1 锂离子动力电池的关键技术 /p p 　　锂离子动力电池是一个复杂的系统, 单一部件、材料或组分的优化未必对电池整体性能的改善有突出效果 [100] . 发展面向电动汽车的高比能量、低成本、长寿命、安全性高的动力电池, 需对锂离子动力电池体系的关键技术予以重点关注, 解决在最终应用过程中影响性能的制约因素. /p p 　　4.1.1 正极、负极材料等的选择及匹配技术 /p p 　　锂离子动力电池的寿命、安全性和成本等基本性能很大程度上取决于其电极材料体系的选择和匹配. 因此如何选择高比能量、长寿命、高安全、低成本的材料体系是当前锂离子动力电池的重要技术. /p p 　　4.1.2 动力电池安全性 /p p 　　安全性是决定动力电池能否装车应用的先决条件 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/a49c15af-1975-4d11-bfe5-e1f5440c1331.jpg" title=" 9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　.图 7 包覆上耐高温聚多巴胺保护层的SiO 2 陶瓷隔膜 [98] .& nbsp /p p span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " (a) 隔膜结构及合成示意图 (b) 隔膜形貌表征 (c) 隔膜热收缩性能对比(网络版彩图) /span /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/35ce98d1-12c4-439a-b44f-0aa5561115de.jpg" title=" 10.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　图 8 锂离子动力电池关键材料技术现状及发展趋势总结(网络版彩图) /p p 　　随着锂离子电池能量密度的逐步提升, 电池安全性问题无疑将更加突出. 导致锂离子电池安全性事故发生的根本原因是热失控, 放热副反应释放大量的热及有机小分子气体, 引起电池内部温度和压力的急剧上升 而温度的急剧上升反过来又会呈指数性加速副反应,产生更大量的热, 使电池进入无法控制的热失控状态,导致电池终发生爆炸或燃烧 [101,102] . 高比能的NCM和NCA三元正极、锰基固熔体正极均较LFP材料的热稳定性差, 使人们在发展高能量密度动力电池的同时不得不更加关注安全问题 [103] . 解决电池安全性问题至少需要从两方面着手: (1) 防止短路和过充, 以降低电池热失控的引发几率 (2) 发展高灵敏性的热控制技术,阻止电池热失控的发生 [104] . /p p 　　4.1.3 电池制造工艺 /p p 　　随着动力电池应用的不断加深, 单体电池向着大型化、易于成组的方向发展. 在这一过程中, 单体电池的制造技术尤为重要. 提高产品一致性, 从而使电池成组后的安全性、寿命更高, 使其制造成本更低将是未来锂离子电池制造工艺的发展方向. (1) 开发生产设备高效自动化技术, 研发高速连续合浆、涂布、辊切制片、卷绕/叠片等技术, 可以降低生产成本 (2)开展自动测量及闭环控制技术研发, 提高电池生产过程测量技术水平, 实现全过程实时动态质量检测, 实现工序内以及全线质量闭环控制, 保证产品一致性、可靠性 (3) 建立自动化物流技术开发, 实现工序间物料自动转运, 减少人工干预 (4) 开展智能化生产控制技术研发, 综合运用信息控制、通讯、多媒体等技术,开发有效的生产过程自动化控制及制造执行系统, 最大程度地提高生产效率, 降低人工成本. /p p 　　4.2 锂离子动力电池的基础科学问题 /p p 　　4.2.1 研究电极反应过程、反应动力学、界面调控等基础科学问题 /p p 　　目前, 元素掺杂、包覆等方法被广泛应用于材料改性, 但究其原因往往“知其然不知其所以然”, 如LFP可以通过异价锂位掺杂显著提高电子导电性, 但其究竟是晶格掺杂还是通过表面渗透还存在争议. 另外,一般认为LFP较低的电子导电性和离子扩散特性是导致倍率特性不佳的主要原因, 但研究表明, 锂离子在电极/电解液界面的传输也是影响LFP倍率特性的重要因素. 通过改善界面的离子传输特性, 可以获得更好的倍率特性. 因此深入研究电极上的表面电化学反应的机理, 尤其是关于SEI膜的形成、性质以及电极与电解液的相互作用等, 可以明确材料的结构演化机制和性能改善策略, 为材料及电池性能的改善提供理论指导 [6] . /p p 　　4.2.2 发展电极表界面的原位表征方法 /p p 　　锂离子电池电极材料的性能主要取决于其组成及结构. 通过原位表征技术系统研究材料的组成-结构-性能间构效关系对深入了解电极材料的反应机理,优化材料组成与结构以提高其性能及指导高性能新材料开发与应用均有十分重要意义 [105,106] . 例如, 原位Raman光谱可以通过晶格(如金属-氧配位结构)振动实时检测材料的结构变化, 为找寻材料结构劣化原因提供帮助 [107~109] . 同步辐射技术不仅可通过研究电极材料中原子周围化学环境, 获取电极材料中组成元素的氧化态、局域结构、近邻配位原子等信息, 还可原位获得电池充放电过程电极材料的结构演化、过渡金属离子氧化态以及局域结构变化等信息, 精确揭示电池反应机理 [110,111] 固体核磁共振谱(NMR)则可提供固态材料的局域结构信息, 得到离子扩散相关的动力学信息 [112,113] . /p p strong 　　5 结论 /strong /p p 　　锂离子动力电池是目前最具实用价值的动力电池, 近几年在产业化方面发展迅速, 有力地支撑了电动汽车产业的发展. 然而, 锂离子动力电池仍然存在许多有待解决的应用问题, 特别是续航能力、安全性、环境适应性和成本, 需要在动力电池基础材料、电池制造和系统技术全产业链上同时进行研究. 可以预期相关技术将在近年内取得长足进步并实现规模应用.随着电动汽车的快速发展, 锂离子动力电池将迎来爆发增长的黄金期. /p p style=" text-align: right " 　　 strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 　　作者：刘波(厦门大学) 张鹏 赵金保 /span /strong /p p 　　 /p p br/ /p

江苏省大丰市河口村50多名儿童近日被查出血铅含量严重超标，大丰市政府经调查后对外宣布，污染源是该村附近的一家蓄电池厂，这是继陕西凤翔和湖南武钢等地之后国内爆出的又一起血铅事件。 　　河口村村民郭林玉三岁的儿子从2009年8月份开始就出现了厌食、呕吐、哭闹等症状，医院检查显示郭林玉的儿子血铅含量高达每升364微克，已经属于中度铅中毒。 　　江苏大丰市河口村村民郭林玉的孩子现在排铅，明显的记忆力下降，腿夜里酸的哭，我们坐在铺上给他肉腿。 　　据大丰市官方统计的数据称，河口村接受检查的110多名儿童当中查出血铅含量超标的有51名，大丰市政府同时公布，距离河口村不足百米的大丰市盛翔电源有限公司是此事件的罪魁祸首，该企业以生产铅酸蓄电池为主，所用原料多是铅锭。去年11月20日监测到该公司排放的铅尘当中部分指标超标一到两倍，环保部门随即要求其停产整顿，目前肇事企业已被关停，当地政府已经启动责任追究程序。

p 　　有机太阳能电池具有质轻、柔性、成本低、弱光响应等优点，是当前太阳能电池技术的前沿热点研究方向。高效率﹑耐弯折和廉价的柔性有机太阳能电池在柔性可穿戴和便携式电子设备、光伏建筑一体化和军事等领域具有很强的应用潜力。目前，大多数有机太阳能电池的研究结果都是基于刚性的氧化锡(ITO)玻璃基板。但有机太阳能电池如果要实现商业化应用，其真正的优势是采用低成本的湿法印刷和卷对卷大面积工艺制造。在有机太阳能电池中，最常用的电极材料是铟掺杂的氧化锡(ITO)。然而，ITO在塑料基板上存在导电性差和机械脆性等问题，而且ITO通常在高温下通过真空溅射进行加工，这使得其价格昂贵，并且不利于采用大面积印刷和卷对卷来制备。已经有一些报道采用新的电极材料来代替传统ITO，如纳米银线、石墨烯、碳纳米管、导电聚合物等，其中聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)薄膜的成本相对较低，并且该薄膜表现出高光学和电学特性、优异的热稳定性、良好的柔韧性等。利用酸掺杂PEDOT:PSS可以大幅提高其导电率，但目前报道的大多数采用强酸如硫酸、硝酸等进行掺杂，再进行高温后处理，容易损伤PET等柔性塑料基板。 /p p 　　近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员葛子义团队在前期高效率有机太阳能电池研究的基础上(Nature Photonics, 2015, 9, 520 Advanced Materials, 2018, 30, 1703005 Macromolecules, 2018, DOI: 10.1021/acs.macromol.8b00683 Journal of Materials Chemistry A, 2018, 6, 464)，在柔性有机太阳能电池领域又取得新进展，创新性地开发了低温酸处理PEDOT:PSS电极替代需要高温溅射且昂贵的ITO电极。通过低温甲磺酸处理来提高PEDOT:PSS薄膜的导电性、降低薄膜的粗糙度，同时避免传统的强酸处理对柔性塑料衬底的破坏。进而利用全溶液加工技术，采用PBDB-T和IT-M非富勒烯活性层，制备了全湿法加工非ITO的单结柔性有机太阳能电池，电池的能量转换效率达到10.12%，这是迄今报道的全湿法加工的柔性有机太阳能电池的最高效率。而且这类全溶液加工的柔性有机太阳能电池非常符合卷对卷印刷和刮涂等大面积制备工艺的技术要求，为有机太阳能电池低成本柔性化制备提供了重要的参考途径。该项工作以All Solution-Processed Metal Oxide-Free Flexible Organic Solar Cells with Over 10% Efficiency 为题发表在国际期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。葛子义和团队成员樊细为该论文的共同通讯作者，硕士生宋伟为第一作者。 /p p 　　上述研究得到了国家重点研发计划(2017YFE0106000和2016YFB0401000)、国家自然科学基金(51773212, 21574144和21674123)、中科院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-SYS030)、中科院重点国际合作项目 (174433KYSB20160065)、中科院交叉创新团队、浙江省杰出青年基金(LR16B040002)和宁波市科技创新团队(2015B11002，2016B10005)等资助。 /p p style=" text-align: center " img title=" W020180523579124813794.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/b0085859-db45-42e0-b92f-b5f1ebccc183.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图：柔性有机太阳能电池的结构示意图和光伏特性曲线 /p

导语 锂电池是一种高新技术产品，同时也是一种新型高容量长寿命环保电池，主要用于电动车，数码产品，UPS电源等。随着新能源汽车和手机等3C数码产品产业的爆发式增长，锂电池作为其关键组成部分也发展迅速。锂电池由四大材料组成，分别为正极材料（核心），负极材料，电解液，隔膜。这些材料都有相应的水分控制要求，一般在数百ppm范围以内，不同厂家不同规格产品要求略有不同，如果超出过多，可能会导致电极涂覆不均或者引发电解液分解，导致HF生成继而引发电极鼓包等不良反应。 因为电极材料非常容易吸水，不能长时间暴露于空气中，所以不宜采用常规的加热失重法测试，通过卡式加热进样的方式再结合卡尔费休库仑法水分测试是目前较好的解决办法。 解决方案卡尔费休库仑法测试石墨粉中的水分卡尔费休库仑法测试磷酸铁锂中的水分卡尔费休库仑法测试正极极片中的水分卡尔费休库仑法测试隔膜中的水分卡尔费休库仑法测试负极极片中的水分卡尔费休库仑法测试电解液中的水分卡尔费休库仑法测试锰粉中的水分卡尔费休库仑法测试钴酸锂中的水分相关仪器推荐 AKF-CH6锂电池卡尔费休水分测定仪是集水分测量模块和加热进样模块于一体的卡尔费休水分测定设备，仪器完全按照锂电行业用户的需求打造，外观设计新颖，使用维护方便，能够涵盖锂电行业从正负极材料、极片、隔膜到电解液；水分范围从1ppm到100%的使用需求。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2019年4月18日-19日，中国科学仪器行业的“达沃斯论坛”——2019第十三届中国科学仪器发展年会(ACCSI2019)在青岛银沙滩温德姆至尊酒店圆满召开，ACCSI2019借助十二年的品牌积淀，发挥青岛的区位优势，吸引“政、产、学、研、用”等领域1200余位高端人士参会。 br/ /p p style=" text-align: center" img title=" 大会会场_副本.jpg" alt=" 大会会场_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/c6858bda-b2d6-4bf2-b31d-fee803166a6c.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 年会现场盛况 /span /p p 　　继首日大会报告、I100峰会、仪器及检测风云榜颁奖盛典等精彩日程之后，大会第二日，13个分主题分论坛悉数上演。作为重要分论坛之一，由仪器信息网与北京材料分析测试服务联盟共同主办的“新材料之新能源动力电池检测技术与发展论坛”(以下简称“新材料论坛”)于19日上午在柏林Ⅱ厅如期进行，锂电、新能源汽车动力电池检测领域相关职能单位、国家质检中心、科研院所、电池生产商专家等齐聚一堂，共同探讨锂电检测新技术，为锂电高性能与安全保驾护航。 /p p 　　“新材料论坛” 邀请6位来自锂电检测领域相关职能单位、检测机构、知名仪器厂商等专家代表为大家分享精彩报告，并对锂电检测技术、潜在合作进行了现场交流。 /p p style=" text-align: center" img title=" 分会场_副本.jpg" alt=" 分会场_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/be0da12a-6274-47d2-8ed2-20ae57ce7a5d.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " “新材料论坛”现场 /span /p p style=" text-align: center" img title=" 关璐_副本.jpg" alt=" 关璐_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/25291503-8d17-47be-b86d-749f08d7c800.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 北京材料分析测试服务联盟秘书长关璐主持会议 /span /p p style=" text-align: center" img title=" 唐玲_副本.jpg" alt=" 唐玲_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/1c4d1f11-787b-4057-b7ca-e936726e9e1e.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：国联汽车动力电池研究院有限责任公司检测试验部经理 唐玲 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：浅谈国家动力电池创新中心在锂电材料及动力电池检测技术领域的探索 /span /p p 　　国联汽车动力电池研究院有限责任公司前身为北京有色金属研究总院动力电池研究中心，拥有30余年动力电池及关键材料研发历史，2000年开始正式开展锂离子动力电池研发，累计承担了数十项国家级科技计划项目的研究工作。国家动力电池创新中心检测试验中心，从整车设计开发角度考虑建立设计验证及测试验证试验条件 具备开展动力电池关键材料、动力电池、电池系统及BMS等关键部件的法规性检测、设计验证及研究分析的能力。 /p p 　　唐玲主要介绍了国家动力电池创新中心检测试验中心针对电池材料及电池检测技术的相关研究。材料分析技术分别详细介绍了电池-材料-性能构效关系评价技术研究、关键材料物相结构变化过程原位检测技术、材料表面微区化学成分分析、材料和电极表面微区分析、SEI膜定性与半定量分析技术开发、材料安全性及电化学分析技术研究等。讲解的其他的检测技术还包括动力电池设计验证及测试验证技术、电池热特性测试分析能力、多种复合滥用条件下电池安全性定评价技术、锂电材料及电池安全风险评估技术等。 /p p style=" text-align: center" img title=" 周健_副本.jpg" alt=" 周健_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/41e1ee7b-bb99-4087-8451-443391379b2a.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：纳凡检测技术(上海)有限公司创始人 周健 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：锂电技术高速迭代之下关于锂电检测市场的思考 /span /p p 　　纳凡检测技术(上海)有限公司是一家年轻的初创公司和商业实验室，旨在运用科研方法与设备开展检测技术的研发与服务。周健将他们的服务称作“用科研的人才，解决工业的问题”。 锂电很多中小型客户，哪怕是每年花费千万美金在电芯采购上，也没有足够的能力去全面的评估用在自己产品上锂电池的安全性。所以很多时候，锂电池是黑盒子。在客户如此需求推动下，纳凡检测慢慢进入了锂电池失效分析和可靠性研究领域。 /p p 　　周健表示，新的锂电池技术高速迭代并被用于商用锂电池制造，而大量研发测试数据仅被少数核心电芯厂商掌握，并不向公众提供，导致B端用户对电池安全性无法做出可靠的判断。由于缺乏核心数据，第三方检测公司很难有效开展锂电池失效分析。这使得锂电失效分析市场在迎来机遇的同时，也面临各项挑战，包括新材料层出不穷，逆推难度大 添加剂犹如炼金术，副反应庞杂 电池失效路径多，分析设备贵等。接着，分别讲解了CT无损分析、色/质谱分析、电芯拆解分析等失效分析技术 。最后，依次介绍了商用18650电池的异常自放电根源研究、满充拆解排除析锂短路、隔膜离子火焰质谱测量负极铜溶出量等具体解析案例。 /p p style=" text-align: center" img title=" 刘晓晨_副本.jpg" alt=" 刘晓晨_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/e3c1338b-2665-44ca-8995-7a3bd61f888a.jpg" / /p p style=" text-align: center" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：北京市新能源汽车发展促进中心项目主管 刘晓晨 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：北京市动力电池发展现状及下一步工作重点 /span /p p 　　北京市新能源汽车发展促进中心为北京市科学技术委员会直属事业单位，主要职责是承担协调促进本市新能源汽车发展的事务性工作 开展新能源汽车领域科技项目管理的事务性工作。刘晓晨首先介绍了北京市动力电池发展现状。现状特征包括动力电池研发团队、产业链条较完整、产业集聚、产能及技术开发水平国内领先、积极布局前沿动力电池技术等。接着，刘晓晨分享了北京市动力电池下一步重点工作，包括推进高必能量动力电池产业化 面向冬奥会应用需求，低温全气候电池的工程化技术与产业化 持续开展前沿动力电池技术攻关 固态锂电池的工程化技术等。最后，介绍了北京高精尖产业政策，其中，推广应用方面包括扩大新能源汽车应用规模推进在北京2022年冬奥会和冬残会中的应用。同时，对近两年北京市新能源汽车政策进行了汇总介绍。 /p p style=" text-align: center" img title=" 郝正明_副本.jpg" alt=" 郝正明_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/64b8254e-4932-4076-b548-68cd45b777fa.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：岛津公司分析测试仪器市场部技术专家 郝正明 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：锂离子电池检测中的原位分析手段解析 /span /p p 　　对于传统电池分析手段，电池体系就像一个黑盒子，并不能实时进行测试，也不可以在电池工作中进行分析。郝正明则主要介绍了一类可以对锂电实时进行测试的非规检测手段，即原位分析手段。结合岛津仪器及解决方案新技术，详细介绍了多种锂电原位分析技术。XRD原位分析技术主要结合XRD-6100与XRD-7000,相关技术包括变温/不同气氛下的原位物相分析、充放电过程中对正负极活性物质进行原位物相分析等。SPM原位分析技术方面，通过附加环境控制舱可以提供特殊气体、真空环境 调节环境温度湿度 向样品吹气 光照样品表面的观察等。如原位加热隔膜样品进行观察, 随着温度升高, 可以观察到纤维逐渐膨胀, 将孔洞填满等。XPS原位分析技术主要介绍了惰性气体传输器-准原位分析方法、原位充放电样品台系统研究全固态锂离子电池、原位样品条改造-离子液体电解液研究等案例。 /p p style=" text-align: center" img title=" 须颖_副本.jpg" alt=" 须颖_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/74c00b7f-8d1b-44a4-b82a-54512d59732b.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：天津三英精密仪器股份有限公司董事长 须颖 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：中国X射线显微成像技术发展展望及在锂电行业应用 /span /p p 　　相较光镜、电镜、原子力显微镜等传统成像分析手段，X涉嫌三维显微成像作为新一代显微成像技术，具有三维、透视、全息等优势。须颖首先讲解了X射线成像技术的发展历程，相关成像设备类型、CT技术分辨率发展进程、CT成像原理等。市场方面，DR设备(2D)主要国内品牌包括正业科技和卓茂科技等，主要国外品牌包括YXLON和DAGE等。CT设备(3D)主要国内品牌包括三英精密和真测科技等，主要国外品牌包括Carl Zeiss和GE 等。 /p p 　　锂电池研究中CT检测的广泛应用方面，须颖分别从电极材料、极片、卷绕/叠片、入壳/装配/焊接、化成、PACK、循环样品、安全实验、充放电实验等锂电产业链重要环节，结合CT检测实际案例依次对CT检测技术进行介绍。最后简单介绍了三英精密的显微CT、工业CT、专用型CT、多场耦合CT等X射线显微成像产品系列。 /p p style=" text-align: center" img title=" 邵丹_副本.jpg" alt=" 邵丹_副本.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/886766a4-31e6-4946-b921-ce432018aff1.jpg" / /p p style=" text-align: center" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告人：广州能源检测研究院主任工程师 邵丹 /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 报告题目：动力电池关键材料检测标准及检测技术 /span /p p 　　国家化学储能材料及产品质量监督检验中心(广东)，华南地区唯一一家化学储能材料以及产品类国检中心。服务内容包括动力电池、锂离子电池、铅酸蓄电池及其它电池产品检测，电池材料检测，相变材料及自热产品等相关产品的检测等。 /p p 　　报告中，邵丹首先从动力电池关键材料维度，分别介绍了国内外相关检测标准情况。相较国外，我国相关标准更加丰富。据不完全统计，正极材料相关标准31项，负极材料相关3项，电解液相关12项，隔膜材料相关7项，其他电池材料相7项等。接着，邵丹主要介绍了动力电池关键材料双向检测技术。“至上而下”检测方面，主要是从材料理化性能检测、匹配检测、极片理化性能检测、电池性能检测等角度实现关键材料性能评价及整体解决方案。“至下而上”检测，则是从电池电性能检测、电池拆解、材料性能检测、故障定位等角度实现精准定位储能产品中材料问题。 /p

由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准的GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》国家标准于2018年12月28日正式发布，将于2019年07月01日正式实施，该标准对推动电动自行车用锂离子电池综合标准化工作及电动自行车锂离子电池推广应用具有重要意义和作用，同时也为电动车用锂离子电池引领了一条健康、可持续发展的道路。我国是全球电动自行车生产和销售大国，经过多年的市场发展，人们环保意识的加强，绿色出行的理念深入人心，电动自行车逐渐成为消费者日常短途出行的重要交通工具。工信部数据显示，当前国内电动自行车的社会保有量约2亿辆，年产量为3000多万辆。而锂电池产品占有量仅约10%。随着现行强制性国家标准GB 17761-2018《电动自行车通用技术条件》即将于2019年04月15日强制实施，新的电动自行车国标明确规定电动自行车需具有脚踏骑行能力，zui高设计车速不超过25Km/h，整车质量(含电池)不超过55Kg，电机功率不超过400W，蓄电池标称电压不超过48V等。电动自行车新国标的执行，在车型结构、重量及相关性能等各方面要求很大程度指向锂电款，铅酸电池因其重量过大，加之标准对车辆脚踏行驶能力有要求，所以铅酸款电动自行车要通过3C认证比较困难，未来电动自行车采用锂电池是大势所趋。随着强制性新国标的势在必行，让具备质量轻、容量大、充放电次数多等优势的锂电池成为新日、爱玛、雅迪、立马、绿源、台铃、新大洲、新蕾、绿能、绿佳、凤凰、小牛、金箭、新本?冈田等多家电动自行车企业产品研发的主攻方向。电动自行车用锂离子蓄电池与传统的铅酸蓄电池相比，在安全性、性价比、互换性和回收处理等方面还存在一些问题。此次工信部正式发布出台的GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》新的标准体系以锂离子蓄电池为核心，主要从电芯及电池组、附件及部件和电动自行车应用等方面完善优化，以促进锂离子电池在电动自行车市场中的应用。GB/T 36972-2018《电动自行车用锂离子蓄电池》主要由国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心、星恒电源股份有限公司、山东中信迪生电源有限公司、天津力神电池股份有限公司、浙江超威创元实业有限公司、杭州万好万家动力电池有限公司、浙江天能能源科技股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、江苏双登富朗特新能源有限公司、河南环宇赛尔新能源科技有限公司、浙江振龙电源股份有限公司、上海化工研究院有限公司、大连中比动力电池有限公司、云南能投汇龙科技股份有限公司、捷奥比电动车有限公司、深圳市深铃车业有限公司、雅迪科技集团有限公司等单位起草。本标准规定了电动自行车用锂离子蓄电池的术语和定义、符号和型号命名、要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输及贮存。本标准适用于电动自行车用锂离子蓄电池组（以下简称电池组）。此次同时发布的还有其他几项相关标准：1）GB/T 36943-2018《电动自行车用锂离子蓄电池型号命名与标志要求》本标准主要由国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心、浙江超威创元实业有限公司、上海德朗能动力电池有限公司、优科能源（漳州）有限公司、雅迪科技集团有限公司等单位起草。本标准规定了电动自行车用锂离子蓄电池型号命名方法和标志要求。本标准适用于电动自行车用锂离子蓄电池。2）GB/T 36945-2018《电动自行车用锂离子蓄电池词汇》本标准主要由上海德朗能动力电池有限公司、国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心、浙江超威创元实业有限公司、浙江天能能源科技股份有限公司、雅迪科技集团有限公司等单位起草。本标准规定了电动自行车用锂离子蓄电池的一般词汇。本标准适用于电动自行车用锂离子蓄电池。电动自行车新国标GB17761的发布及实施，要求整车重量不大于55KG。采用铅酸蓄电池的电动自行车已不能完全满足国家强制标准的要求。为适应电动自行车新国标的要求，很多企业纷纷推出以锂离子电池为动力源的电动自行车。然而现行电动自行车锂离子电池标准要求滞后，行业缺乏准入门槛。该三项锂电池国家标准的实施将对促进锂电池产品技术水平提升，引导行业升级，走高质量发展道路。3）GB/T 36944-2018《电动自行车用充电器技术要求》本标准主要由国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心、南京西普尔科技实业有限公司、浙江超威创元实业有限公司、南京特能电子有限公司、清华大学、天能电池集团有限公司、浙江绿源电动车有限公司、雅迪科技集团有限公司、爱玛科技集团股份有限公司、江苏新日电动车股份有限公司、立马车业集团有限公司、澳柯玛（沂南）新能源电动车有限公司、浙江聚源电子有限公司、江苏江禾高科电子有限公司、江苏海宝电池科技有限公司、扬州奥凯新能源科技有限公司、上海协津自行车科技服务有限公司、无锡市产品质量监督检验院、台州市质量技术监督检测研究院等单位起草。本标准规定了电动自行车用充电器的术语和定义、分类和代号、要求、试验方法、检验规则、标志、说明书、包装、运输和贮存。本标准适用于额定电压不超过250V的电动自行车用蓄电池充电器。本标准不适用于电动自行车用车载充电器。电动自行车用充电器是使用极为广泛的民用品，同时它也是新能源中最主要的组成部分，由于充电器质量问题，可能直接导致被充电的铅酸或锂离子电池损坏，甚至引起人生、财产安全事故。目前，涉及普通消费者的其他产品基本都有安全标准，该标准项目是电动自行车用充电器安全使用中的迫切需求的，可以填补国家标准在这方面检测标准的空白，对于电动自行车用充电器规范及发展和普通消费者的安全使用都将起到重要的作用。Delta德尔塔仪器专注于锂电池方面的检测设备，如锂电池温控型外部短路试验机|锂电池过充过放测试系统|过充过放测试防爆试验箱|锂电池振动冲击试验台|锂电池挤压针刺一体试验机|锂电池重物冲击试验机|锂电池热冲击（热滥用）试验箱|锂电池燃烧喷射试验机|锂电池加速度冲击试验台|锂电池高低温冷热冲击试验箱|锂电池跌落试验机|锂电池高空低气压试验箱。除了锂电池方面的检测设备，还专注电动自行车用的电气安全安规、环境可靠性、车架部件检测设备的研发制造，如电动自行车充电器测试仪|电动自行车路视仪|电动自行车把立管弯曲强度试验机|电动自行车车架前叉振动试验机|车架前叉组合件落下试验机|车架前叉组合件落重试验机等等，符合GB17761-2018电动自行车新国标要求。18128028677张工。

锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效圆派科学内容简介钴酸锂是目前应用最为广泛锂离子电池正极材料之一，尤其是在便携设备和移动电子设备中的锂离子电池中，这得益于其优越的体积能量密度和稳定的循环性能。然而，其实际所用的能量密度仅占其理论能量密度的一半，仍然有很大的发展提升空间。提高能量密度最常用的办法是提升充电电压，利用更多的锂源，但这样做会迅速加快钴酸锂正极材料的失效，造成电池性能快速衰退，以及安全性问题。这其中的衰退机制繁多而且复杂，裂纹就是其中之一。本报告中，将介绍我们利用电子显微镜相关的分析技术，研究裂纹在钴酸锂正极材料中晶界处的形核和扩展机制，并探讨循环条件不同时，裂纹产生机制的相同和不同之处。为深入理解裂纹，这一普遍存在于层状正极材料中的失效机制，提供从原子尺度的理解认知，这一工作将有助于寻找合适的途径来抑制裂纹的产生。 2010年博士毕业于中科院金属研究所，2010-2013在日本NIMS从事博士后研究，2013-2017在美国太平洋西北国家实验室（PNNL）从事锂电池相关的透射电子显微学研究。于2017年10月加入北京工业大学固体微结构与性能研究所。研究领域是利用透射电子显微学研究锂（钠）离子电池材料的失效机理，基本结构和离子的传输机理。在相关领域发表SCI论文70余篇，包括9篇ESI高被引论文，论文总引用4000余次。以第一/通讯作者发表Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol., Nat. Commun.等在内学术论文20余篇。 直播内容概要 钴酸锂是成熟的第一代锂离子电池正极材料，是Goodenough于八十年代在剑桥大学发现，也正因此他获得了2019年诺贝尔化学奖。由于钴酸锂很好的电化学储能性能表现，主要是其体积能量密度，目前在小型储能移动设备被广泛应用，尤其是IT设备上，几乎是统治性的。研究钴酸锂，主要是提高其利用率，目前利用率还不到60%，研究目的是提高其理论容量到80-90%。钴酸锂的性能衰退机制有多种，主要是由于价态变化，成分改变和晶格畸变而引起的。本课题组主要从电子显微学来研究其失效机制。主要分两大类：体材料失效机制和界面失效机制。重点要提一下徕卡的三离子束切割设备，用这个设备，我们做到了很多用别的设备完成不了的工作，主要是EBSD看孪晶。我们发现用徕卡的氩离子束，加工面积特别大；通过与其它设备做对比，与FIB对比，通过EBSD观察，我们发现氩离子束对样品的损伤层确实比较好。如何实现对LiCoO2颗粒大面积、大数量的统计性观察？以确定孪晶界是否为普遍存在的缺陷结构我们想到了EBSD的方法，但EBSD需要样品非常平整，我们遇到了一个制样的难题，就是如何获得一个大量颗粒的平整样品？我们首先想到了FIB。但是FIB制样，最大的束流也只能切一个几十微米的区域。用FIB大束流高电压，有经验的人都知道FIB会产生很大的电荷累积效应。不能满足我们的要求，其一是它不能满足我们对数量的要求，其二它表面平整度不够，或表面损伤度太大，我们用EBSD分析，看不出来晶格取向。我们也用机械抛光的办法，做了半年时间，都没有成功。然后我们想到了氩离子束切割技术，偶然引进了徕卡，确实切出了不错的样品，切了五六个样品，目标达成。通过统计发现，在钴酸锂里面孪晶占比至少达到40%，孪晶含量或出现频率是非常高的。对高电压循环性能，孪晶会产生很大影响，这给钴酸锂材料学界产生了一个新的信息，因为之前大家认为钴酸锂是单晶，或没有意识到它是孪晶。如果不做成单晶，由于孪晶界的存在，它很容易造成高电压性能的衰退，这是我们对钴酸锂认识的提升。

蓄电池是汽车上的主要储能装置，为车辆上的所有电子系统提供电力。现代的汽车电子化程度越来越高，电池缺电将会导致整车瘫痪。 蓄电池的保养方法： 　　轿车用的蓄电池使用超过2年后，容量及放电能力将会下降。一般车用蓄电池寿命不会超过4年。当然了，保养良好的蓄电池的寿命会更长。下面我们来学习一下加水型铅酸电池和免维护型铅酸电池的保养方法。 　　加水型铅酸蓄电池：注重电池液液位及电池液密度。 　　铅酸电池的电池液是由硫酸和蒸馏水混合而成的。电池放电时，水会变多而硫酸会变少，这就导致电池液密度降低；充电时，则相反，水会变少而硫酸会变多。电池液浓度则反映了电池液中水和硫酸的比例。正常的电解液密度为1.28/1.29-1.30。 　　作为车主，我们应该定期检查电池液液位。当电池液不足时应添加蒸馏水至适当液位。在为电池添加蒸馏水后，我们应该检查电池液密度，时刻保持电池液密度在合理的范围内。 　　免维护型铅酸蓄电池：定期检查魔眼并保持电量充足。 　　由于免维护型电池没有加水孔以及电池液液位刻度。我们需通过电池上的&ldquo 魔眼&rdquo 来判断蓄电池的状态。魔眼为绿色表示电池正常，充电足；魔眼为黑色表示需要充电；魔眼为白色表示电池需要更换。 　　放电能力需要使用专用的电池检测仪检测。ATAGO爱拓MASTER-BC电池液折射仪适用于测量电池液比重以及检测作为汽车上的防冻剂混合物,太阳能系统热催化剂或其他工业用途的乙二醇和丙二醇的冷冻温度，其具有现场快速检测，方便携带的特点。 　　我们一般会使用电压表来检查电池电压，虽然能检测出电池的电压值但却不能检查出电池带负载能力的好坏。为检查出电池的实际状况，我们应该使用专用的电池检测仪检查电池的放电能力及带负载的能力。

div class=" f14" id=" content1" style=" padding: 15px text-align: left line-height: 24px overflow-wrap: break-word word-break: break-all " p style=" text-indent: 2em" “如果失败了呢？” /p p style=" text-indent: 2em" “成与不成，这辈子只干这一件事。” /p p style=" text-indent: 2em" 当众多人聚焦锂离子电池的时候，他把目光转向了“冷门”的钠离子电池，这“一眼”就是10年，也是这“一眼”打开了钠离子电池产业化的大门。此时的胡勇胜，不仅是中国科学院物理研究所研究员，还是中科海钠的创始人。 /p p style=" text-indent: 2em" 不久前，中科海钠生产的全球首款具备自主知识产权的钠离子电池实现量产，目前电芯产能可达30万只/月。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/68058764-5176-4f4f-83bf-f6a3aea0eda8.jpg" title=" 6373921644941066335814234.jpg" alt=" 6373921644941066335814234.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em" span style=" font-size: 14px color: rgb(127,127,127)" 全球首辆钠离子电池低速电动车亮相 span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 物理所九十周年所庆 胡勇胜供图 /span /p p style=" text-indent: 2em" strong 从“一枝独秀”到“珠联璧合” /strong /p p style=" text-indent: 2em" 历经200余年的电池在新一轮能源革命中迎来“大浪淘沙”。二十世纪九十年代，在众多二次电池中，锂离子电池率先抓住机遇强劲发展。 /p p style=" text-indent: 2em" 据中关村储能产业技术联盟2019年统计数据显示：在全球电化学规模储能示范项目中，锂离子电池的占比高达80%。 /p p style=" text-indent: 2em" 然而锂离子电池却面临无法回避的“天花板”。“在二次电池中，锂离子电池的性能虽是最好，但锂资源的储量有限，且70%分布在南美洲，而目前我国80%锂资源依赖进口。锂离子电池难以兼顾电动汽车和电网储能两大产业。”胡勇胜告诉《中国科学报》。 /p p style=" text-indent: 2em" “一枝独秀”的锂离子电池已无法全面改变传统能源结构，“百花齐放”的二次电池中，替代或补充锂离子电池的储能技术成为国际新能源技术的竞争热点。 /p p style=" text-indent: 2em" 不仅如此，曾经的“主力队员”铅酸电池因其不可避免的环境污染及无法满足新国标标准面临“退役”问题，2019年4 月，《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准规定电动自行车的整车质量（含电池）不高于55kg，但目前市场上铅酸电池电动自行车重量普遍超70kg。 /p p style=" text-indent: 2em" “目前碳酸锂大概4万元/吨，如果用锂离子电池替代铅酸电池，电动自行车的成本将大幅上涨。而碳酸钠平均仅有2千元/吨，用钠离子电池替代铅酸电池的优势显而易见。”胡勇胜告诉记者。 /p p style=" text-indent: 2em" 在胡勇胜看来，钠离子电池具备低成本、长寿命和高安全性能等优势，不仅能在一定程度上成为锂离子电池的补充，缓解锂资源短缺的问题，还能逐步替代环境污染严重的铅酸电池，保证国家能源安全和社会可持续发展。 /p p style=" text-indent: 2em" 值得一提的是，钠离子电池巨大的储能市场还包括光伏、风能等新能源接入储存系统。据了解，2018年我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度电。胡勇胜指出：“储能是智能电网的重要环节，钠离子电池因其成本及资源优势将在大规模储能市场中大有作为。” /p p style=" text-indent: 2em" “此外，钠离子电池凭借其诸多优势还有望在低速电动车、电动船、数据中心、通讯基站、家庭/工业储能领域快速发展。”胡勇胜表示。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/e6153daa-704a-4e50-956e-d0343781c3f6.jpg" title=" 6373921659667719991191109.png" alt=" 6373921659667719991191109.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em" span style=" font-size: 14px color: rgb(127,127,127)" 钠离子电池电动自行车在 span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 物理所开展内部测试 胡勇胜供图 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/b1e3a2fa-98a8-4664-ab84-1e57bff52180.jpg" title=" 6373921663697436922747082.png" alt=" 6373921663697436922747082.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em" span style=" font-size: 14px color: rgb(127,127,127)" span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 物理所和中科海钠设计制造的全球首辆钠离子电池低速电动车 胡勇胜供图 /span /p p style=" text-indent: 2em" strong “要做用户最需要的” /strong /p p style=" text-indent: 2em" 近年来，国际领域纷纷加码钠离子电池研发。2020年，美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系；欧盟储能计划“电池2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位。 /p p style=" text-indent: 2em" 实际上，在胡勇胜团队开展钠离子电池研究时，虽然钠离子电池不是热门领域，但已有其他团队在研究，但胡勇胜给自己定了“做科研就要做用得上的研究，做用户最需要的钠离子电池”的目标。 /p p style=" text-indent: 2em" “我们要做老百姓能买得起的低成本、高安全的电池。”为此，降低电池正负极材料成本成为胡勇胜团队首先思考的重要课题。实际上，目前锂离子电池常用的活性元素是Ni和Co，但成本较高，能否找到又有活性成本又低的元素替代呢？通过不断的研究，胡勇胜团队惊喜地发现Cu在钠离子电池中不但具有活性，而且成本只有Co的1/4和Ni的1/2，正是替代Ni和Co的“完美”元素，经过多年的探索，胡勇胜团队最终成功研制出Cu基钠离子层状氧化物正级材料。 /p p style=" text-indent: 2em" 挑战接踵而至，能否降低钠离子电池负极材料成本呢？“当时，石墨作为成熟的锂离子电池负极材料却几乎不具备储钠能力；无定形硬碳是众多研究的焦点，但价格较高。通过对碳源前驱体进行调研，我们发现无烟煤的成本平均1800元/吨，如果用无烟煤制备无定形碳负极材料将有利于大幅降低电池成本。基于这样的考虑，我们立即开始实验，最终研制出了无烟煤基钠离子电池负极材料。”胡勇胜回忆道。 /p p style=" text-indent: 2em" 在团队成员、 span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 物理所副研究员陆雅翔看来，成功降低钠离子电池成本的关键在于敢于另辟蹊径、大胆创新。“在当时，国内外对钠离子电池的研究主要集中于借鉴锂离子电池的研发思路，所以迟迟没有突破性的进展，我们没有跟随大家的脚步，而是另辟蹊径，大胆尝试，挑战别人忽视的、认为不可能的道路。” /p p style=" text-indent: 2em" 在攻克钠离子电池正负极材料成本问题后，胡勇胜团队继续深入挖掘钠离子电池的其他优势，发现钠离子电池不仅拥有更好的安全性，在遇到零下40度的低温时，钠离子电池汽车还能释放80%的电量，比锂离子电池汽车更加“耐寒”。“此外，钠离子电池汽车充电速度更快，仅需20分钟，接下来将挑战10分钟的充电速度。”胡勇胜告诉记者。 /p p style=" text-indent: 2em" 对于电池制备而言，建立完整的生产线不仅重要而且投资巨大，值得一提的是，钠离子电池可以直接使用锂离子电池的生产线，无需重建。“不久前，我们使用锂离子电池生产线生产了8万支钠离子电池。正因为可以直接使用锂离子电池的生产线，钠离子电池市场化的速度将更快，可以站在前人的‘肩膀’上，我们也无比感激。“胡勇胜表示。 /p p style=" text-indent: 2em" 目前，胡勇胜团队在钠离子电池正负极材料、电解液等关键材料体系和电芯制造、装配工艺等工程技术上都已具备完全自主研发能力，产品核心专利已获得中国、美国、欧盟等多个国家和地区的授权。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/f4d74efb-8d0c-49c7-87a6-7d59c34b0bc6.jpg" title=" 6373921688906975629629651.jpg" alt=" 6373921688906975629629651.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em" span style=" font-size: 14px color: rgb(127,127,127)" span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 物理所和中科海钠设计制造的全球首座百千瓦时钠离子电池储能电站 胡勇胜供图 /span /p p style=" text-indent: 2em" strong 眼前有产业 脚下有科研 /strong /p p style=" text-indent: 2em" 实际上，胡勇胜与物理所的缘分已有20年。2001年，胡勇胜便来到物理所攻读博士学位，师从陈立泉院士，也正是这一份师生谊改变了胡勇胜未来的职业生涯。 /p p style=" text-indent: 2em" 博士毕业后，胡勇胜先后到德国和美国进修，就在完成学业之时，陈立泉联系胡勇胜，希望他能回到物理所工作。 /p p style=" text-indent: 2em" “我毫不犹豫地就回来了，因为我的导师和团队凝聚力。陈老师始终心系国家能源安全，从长远出发推动电动中国梦想的实现，不畏困难，敢于挑战，这种家国情怀和科研精神令我敬佩。此外，陈老师满心栽培学生，他带领下的团队有激情、有梦想、有情怀，我非常喜欢团队的科研氛围。”胡勇胜回忆道。 /p p style=" text-indent: 2em" 在当时，团队成员都为自己设定了研究方向和目标，“做用户最需要的钠离子电池，这辈子只做这一件事”正是胡勇胜为自己定的目标。 /p p style=" text-indent: 2em" “当时国内的科研条件随着国家的发展有了很大的改善，此外， span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " span style=" " 中科院 /span /span /span /span /span 也提供了很好的科研平台和转化平台，作为科研人员，如果我们还不能做出点成绩，就真的太对不起国家，对不起老师了。”胡勇胜坦言，“实际上，我也想过可能失败，但如果大家都在观望一个领域时，它可能是机遇，如果大家都已经开始做了，可能它就不再是机会了。” /p p style=" text-indent: 2em" 树立目标容易，将目标变成现实并非易事。付诸实践的头几年，是胡勇胜最困难也最难忘的时光。“由于国际上关于钠离子电池的研发并没有实质性进展，很多要从零开始。那些年，我们每天都在挖空心思地研究钠离子电池技术，’早晨捧着希望来，晚上带着失望归是常态，那是研发最困苦的时期，也是我最安静思考且难忘的时光，这为钠离子电池成功研发奠定了坚实的基础。”胡勇胜回忆时感慨道。 /p p style=" text-indent: 2em" 在胡勇胜看来，产业化与做科研完全不同，“基础研究强调前沿性，而产业化要做以用户为导向和市场需要的产品，不能为了新而新。此外，实验室研究阶段很多问题是看不见的，而当进入工程化阶段后，要保证产品的一致性和稳定性是很有挑战的事情。” /p p style=" text-indent: 2em" 酒香也怕巷子深，寻找投资人和合作者，为科研成果注入转化资本，是每个科研成果转化征程中的必经且不易之路。产业化初期，出差作报告、谈合作、找厂家是胡勇胜的常态，为此他幽默地说道：“那些年，我不是在出差，就是在出差的路上。” /p p style=" text-indent: 2em" 在陆雅翔看来，不管再忙，胡勇胜都会“挤”时间思考电池的技术研究，跟团队探讨灵感和难点，“胡老师总有用不完的精力，即使再忙他都会利用零碎的时间阅读最新文献，关注科研最新动态，思考问题的解决方案，这种勤奋和科研热情也激励着团队。” /p p style=" text-indent: 2em" 随着钠离子电池产品的优越性能和低廉成本逐渐被国内外所认可，胡勇胜也从最初的主动找合作，转变为越来越的合作“找上门”，产业化的“羊肠小道”逐渐走成了“康庄大道”。 /p p style=" text-indent: 2em" 十年磨一剑，今年，是胡勇胜团队深耕钠离子电池的第10年，也是中科海钠市场化的“破晓”之刻，他对未来充满了期待，期待钠离子电池走进寻常百姓家，期待钠离子电池成为守护国家能源安全的“主力军”，“但科研是产业化的基础，在带领团队产业化的同时，还必须潜心科研，为钠离子电池实现充电更快、能量密度更大、安全性更高、成本更低的未来夯实基础。“ /p p style=" text-indent: 2em" “高山仰止，景行行止，虽不能至，然心向往之。“胡勇胜感慨道。 /p div & nbsp & 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《导读》--天津市生态环境局近期会同市市场监管委发布《铅蓄电池工业污染物排放标准》（DB12/856-2019）（以下简称《标准》），明确了pH值等11项污染物排放限值。新建企业自2019年2月1日起执行《标准》，现有企业自2020年1月1日起执行。 该标准规定了铅蓄电池生产行业水、大气污染物排放限值、监测和控制要求，以及标准实施与监督等相关规定。本标准控制项目包括11项污染物排放限值和单位产品基准排水量；其中涉及水污染物8项，包括pH值、化学需氧量、悬浮物、总磷、总氮、氨氮、总铅、总镉；大气污染物3项，包括铅及其化合物、硫酸雾和颗粒物。LUMEX高频塞曼原子吸收可以为铅、镉污染物检测提供有效、稳定、准确的解决方案。 铅蓄电池工业是重金属污染防治的重点监管行业，是我市铅排放占比最高的行业。该标准实施后，可以有效促进企业加强运营管理、提高工艺水平、减少无组织排放，有利于天津市地表水环境质量及环境空气质量的改善，通过减少铅、镉等对人体健康有危害的重金属污染物排放，有助于铅蓄电池行业的健康、可持续发展。 LUMEX公司自1991年成立以来一直致力于新产品和先进技术的开发，现已拥有100多种分析方法，为全球用户提供相应行业的解决方案，现产品和方法用户遍布全球80多个国家。LUMEX原子吸收经过二十年多年的发展，具备成熟的仪器方法和配置，独特的优势特点受到广大用户的好评。 LUMEX将其独有的高频塞曼背景校正专利技术、无极放电灯技术用于石墨炉原子吸收，并结合最优软件流程设计，研制出快速、稳定、可靠、智能的MGA1000原子吸收光谱仪。产品特点：高频塞曼背景校正技术（50KHz）塞曼全波段校正有效消除化学背景干扰和结构背景干扰，实现超低检出限，测定稳定性更好。极快的升温速率—瞬时升温高达7000℃/秒瞬时升温速度高可有效提高原子化效率，减少挥发损失，灵敏度较高，检测结果更准确。光源设计—高强度无极放电灯先进的高强无极放电灯EDL光源保证能够实现超低痕量重金属的准确检测，砷As和硒Se无需氢化物发生器即可直接检测。灯座设计—兼容性强旋转六灯座同时兼容空心阴极灯和高强度无极放电灯（EDL），无需额外EDL灯位及供电系统，操作更简单，检测结果更加稳定。独有的准双光束光路设计独特设计有效消除由于元素灯、电子元件和设备引起的仪器漂移，提高仪器的长期稳定性。STPF稳定温度石墨炉平台技术结合快速升温速率，可兼容Massman 石墨管和Lvov’s平台石墨管，纵向加热及STPF设计使石墨管寿命更长，石墨管平台与石墨管契合度好，原子化效率高，能够消除基质干扰，提高分析重复性一体化冷却循环水设计仪器集成冷却循环水系统，冷却效率高，无需单独外接冷却循环水和其他管线。开机即测—仪器无需预热即使仪器和元素灯不经预热，测量数据也能保持很好的稳定性。卓越的软件控制—实现全自动测量高智能型软件设计，全自定义元素、样品及序列等参数，实现六种元素灯自动切换，所有样品自动顺序测量，完全实现无人值守自动测量。精巧设计紧凑一体化设计，整合石墨炉电源，布局合理，安全性能高，外观紧凑小巧，节省实验室空间。前 言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国水污染防治法》等法律、法规，保护环境，防治污染，促进铅蓄电池工业生产工艺和污染治理技术的进步，结合天津市实际情况，制定本标准。本标准实施之日起，天津市铅蓄电池工业污染物排放控制按本标准的规定执行，环境影响评价文件或排污许可证要求严于本标准时，按照批复的环境影响评价文件或排污许可证执行。本标准由天津市生态环境局提出并归口。本标准起草单位：天津市生态环境监测中心。本标准主要起草人：刘佳泓、周晶、赵吉睿、孙猛、张骥、张莹、高翔、杨丽萍、张玉慧、张丽红、张震、何富生、陈魁。本标准由天津市人民政府于2018年12月27日批准。本标准为首次发布。铅蓄电池工业污染物排放标准1 适用范围本标准规定了铅蓄电池生产企业（含生产设施）水、大气污染物排放限值、监测和控制要求，以及标准实施与监督等相关规定。本标准适用于天津市辖区内铅蓄电池生产企业（含生产设施）水、大气污染物的排放管理，新建、改建、扩建项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收、排污许可证管理及其建成投产后的水、大气污染物排放管理。本标准适用于法律允许的污染物排放行为。新设立污染源的选址和特殊保护区域内现有污染源的管理，按照《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《中华人民共和国环境影响评价法》《天津市大气污染防治条例》《天津市水污染防治条例》等法律、法规、规章的相关规定执行。2 规范性引用文件本标准引用下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修订单）适用于本标准。GB 3097海水水质标准GB 3838地表水环境质量标准GB 6920水质 pH值的测定 玻璃电极法GB 7475水质 铜、锌、铅、镉的测定 原子吸收分光光度法GB 11893水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法GB 11901水质 悬浮物的测定 重量法GB 30484电池工业污染物排放标准GB/T 14295空气过滤器GB/T 15432环境空气 总悬浮颗粒物的测定 重量法GB/T 16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ/T 397固定源废气监测技术规范HJ/T 399水质 化学需氧量的测定 快速消解分光光度法HJ 75固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范HJ 535水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法HJ 536水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法HJ 537水质 氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法HJ 539环境空气 铅的测定 石墨炉原子吸收分光光度法HJ 544固定污染源废气 硫酸雾的测定 离子色谱法HJ 636水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法DB12/ 856—2019水质 氨氮的测定 连续流动-水杨酸分光光度法HJ 667水质 总氮的测定 连续流动-盐酸萘乙二胺分光光度法HJ 670水质 磷酸盐和总磷的测定 连续流动-钼酸铵分光光度法HJ 685固定污染源废气 铅的测定 火焰原子吸收分光光度法HJ 700水质 65种元素的测定 电感耦合等离子体质谱法HJ 776水质 32种元素的测定 电感耦合等离子体发射光谱法HJ 828水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法HJ 836固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 铅蓄电池 lead-acid battery又称铅酸蓄电池。含以稀硫酸为主的电解质、二氧化铅正极和铅负极的蓄电池。3.2 铅蓄电池生产企业 lead-acid battery manufacturing plants指从事铅蓄电池生产、极板加工、电池组装的生产企业。3.3 现有企业 existing facility指本标准发布之日前已建成投产或环境影响评价文件已通过审批的铅蓄电池生产企业。3.4 新建企业 new facility指本标准发布之日起环境影响评价文件通过审批的新建、改建、扩建的铅蓄电池生产企业。3.5 排水量 amount of drainage指生产设施或企业向企业法定边界以外排放的废水的量，包括与生产有直接或间接关系的各种外排废水（含厂区生活污水、厂区锅炉和电站排水等）。3.6 单位产品基准排水量 benchmark effluent volume per unit product指用于核定水污染物排放浓度而规定的单位铅蓄电池产品的废水排放量上限值。3.7 排气筒高度 stack height指排气筒（或其主体建筑构造）所在的地平面至排气筒出口的高度。3.8 企业边界 enterprise boundary指铅蓄电池生产企业的法定边界；若无法定边界，则指实际边界。3.9 标准状态 standard condition指温度为273K，压力为101325Pa时的状态。本标准规定的有组织大气污染物标准值以标准状态下的干空气为基准；企业边界无组织排放的铅及其化合物、硫酸雾、颗粒物浓度为监测时大气温度和压力下的浓度。3.10 公共污水处理系统 public wastewater treatment system指通过纳污管道（渠）等方式收集废水，为两家以上排污单位提供废水处理服务并且排水能够达到相关排放标准要求的企业或机构，包括各种规模和类型的城镇污水处理厂、区域（包括各类工业园区、开发区、工业集聚区等）废水处理厂等，其废水处理程度应达到二级或二级以上。3.11 直接排放 direct disge指排污单位直接向环境水体排放水污染物的行为。3.12 间接排放 indirect disge指排污单位向公共污水处理系统排放水污染物的行为。4 技术及管理要求4.1 实施时间新建企业自本标准发布之日起执行；现有企业自2020年2月1日起执行本标准。4.2 水污染物排放限值及要求4.2.1 水污染物排放限值执行表1的规定，单位产品基准排水量执行表2的规定。4.2.2 排放限值按污水不同的排放去向和不同的功能区分为三级，其中一级、二级为直接排放标准，三级为间接排放标准。4.2.3 排入GB 3838中IV类（含）以上水体及其汇水范围内水体的污水，以及排入GB 3097中二类、三类海域的污水执行一级标准。4.2.4 排入GB 3838中V类或排污控制区水体及其汇水范围内水体的污水，以及排入GB 3097中四类海域的污水执行二级标准。4.2.5 排入公共污水处理系统的污水执行三级标准。4.2.6 本标准规定的水污染物排放限值适用于单位产品实际排水量不高于单位产品基准排水量的情况。若单位产品实际排水量超过单位产品基准排水量，则按照GB 30484的相关规定换算为水污染物基准排水量排放浓度，并据此判定排放是否达标。4.3 大气污染物排放限值及要求4.3.1 大气污染物排放限值执行表3的规定。4.3.2 企业边界无组织排放小时浓度限值执行表4的规定。4.3.3 产生大气污染物的生产工艺和装置必须设置局部或整体气体收集系统，并安装集中净化处理装置。排气筒高度应不低于15m，具体高度按批复的环境影响评价及排污许可文件从严确定。4.3.4 生产设施应采取合理的通风措施，不得故意稀释排放。在国家未规定生产设施单位产品基准排气量之前暂以实测浓度作为判定是否达标的依据。5 污染物监测要求5.1 一般要求5.1.1 企业应按照有关法律、法规、规章、规范性文件及相关标准等规定，建立企业监测制度，制定监测方案，对污染物排放状况及其对周边环境质量的影响开展自行监测，保存原始监测记录，并公布监测结果。5.1.2 新建企业和现有企业安装污染物排放自动监控设备的要求，按有关法律、法规、规章、规范性文件及相关标准等规定执行。5.1.3 企业应按照环境监测管理规定和技术规范的要求，设计、建设、维护永久性采样口、采样测试平台和排污口标志。5.1.4 对企业排放废水和废气的采样，根据监测污染物的种类，在规定的污染物排放监控位置进行，有废水和废气处理设施的，应在处理设施后监测。5.1.5 企业产品产量的核定，以法定报表为依据。5.1.6 对企业污染物排放情况进行监测的采样点位置、采样时间和监测频次等要求，按国家有关污染源监测技术规范的规定和生态环境主管部门的要求执行。5.1.7 本标准发布实施后，新发布的国家环境监测分析方法标准中，其方法适用范围相同的，也适用于本标准排放对应污染物的测定。5.2 水污染物监测要求水污染物浓度的测定采用表5所列的方法标准。5.3 大气污染物监测要求5.3.1 排气筒中大气污染物的监测采样按GB/T 16157、HJ/T 397或HJ 75的规定执行。5.3.2 无组织排放监测按HJ/T 55进行监测。5.3.3 大气污染物浓度的测定采用表6所列的方法标准。6 其它污染控制要求6.1 有组织废气污染控制要求。各生产工序产生的废气必须收集、处理达标后方可排放；熔铅、板栅、制粉、和膏、分片、称片叠片、组装等工序产生的含铅废气，应采用符合GB/T 14295要求的高效空气过滤器或其他更先进的除尘设施。6.2 无组织废气污染控制要求。所有涉铅生产工序应集中布置在独立、封闭的车间内。厂房设置机械排风，维持负压运行，排风需经过废气处理装置处理。6.3 污染治理设施运行与管理要求。企业应加强对污染治理设施的运行管理和定期维护，并做好记录，保留台账备查。7 实施与监督7.1 本标准由各级生态环境部门负责监督实施。7.2 在任何情况下，企业均应遵守本标准规定的污染物排放控制要求，采取必要措施保证污染治理设施正常运行。在发现企业耗水或排水量有异常变化的情况下，应核定企业的实际产品产量和排水量，按照GB 30484要求换算水污染物基准排水量下的排放浓度。7.3 各级生态环境部门在对排污单位进行监督检查时，可以现场即时采样，监测结果可以作为判定污染物排放是否超标的证据。来源:LUMEX分析仪器

p 　　“未来五年，锂电池行业将迎来大发展，或能持续十年的好光景。而以三元主导，金属固态电池将获得进一步发展。”知名锂电材料及产业化专家肖向前日前表示。3月30-31日， “2018中国新能源汽车动力电池先进技术高峰论坛”在上海举办 在活动间隙，肖向前接受了记者的采访，深入分析了未来锂电材料及新能源行业的发展方向。 br/ /p p 　　近几年，全球新能源汽车产业取得爆发性增长。我国新能源汽车产业受政策扶持，2017年销量高达77.7万辆。受益于电动汽车爆发式发展，动力类电池需求增长速度远超过3C数码类和储能类电池，未来市场空间巨大。预计2020年，中国动力锂电池产业规模有望突破1600亿元，可以说中国锂电市场已经提前步入动力电池驱动时代。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/774ef100-d291-4476-98ab-c214a8cfe4db.jpg" title=" 02083047965748.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　锂电材料及产业化专家肖向前 /p p 　　肖向前深耕新能源领域20年，现为青岛乾运高科新材料股份有限公司高管。当回顾锂电池行业的发展，肖向前感叹这几年的进步之快，可以用“惊人”“飞速”来形容。 /p p 　　1972年，M.Stanley Whittingham等人联合研发锂离子电池，然而在30年左右的时间里都处于实验室阶段，由于技术和成本等因素，无法实现产业化和商业化。一直以来，动力电池还是由铅酸电池主导，随着电子产品的发展，固态电池或胶体电池有了长足的进步，3C行业主要用镍氢电池，但其能量密度受制于材料本身的局限性，成本无法有效大幅降低，循环次数及“记忆性”使其寿命大大受限，环保等一系列问题决定了这只能是阶段性使用，必须开拓新的方向。 /p p 　　进入21世纪，经历长期的摸索，业内逐渐确立了锂离子电池的发展方向，但在具体方向上还没有确立，仍处于摸索状态。“因当时的技术原因，主要用钴酸锂做正极材料，但钴酸锂价格昂贵、有很大的毒性、环境污染大、循环性能差，也只能暂时用于3C电池，手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的电池多是钴酸锂作为正极材料制备的。” 肖向前介绍说，“新能源汽车及储能行业使用量较大，远远大于3C行业，钴酸锂用钴量大，而钴的有限性也难以支撑。” /p p 　　随着锂电池大方向基本明确，空间巨大，只是具体金属配比方向上需要技术探索。为此，我国在2004-2006年出现了第一波发展热潮，就像当初光伏行业一样的热潮，但它还算健康，并非简单盲目。以比亚迪为代表的公司大力投入，当时单是比亚迪就宣布投入50亿元进行磷酸铁锂的研发。国际上，日本三井、松下，韩国三星领先，国内同它们差距两年左右。 /p p 　　“因投资有过热之嫌而广为业内诟病，但投资极大地促进了技术进步，使中国成为锂电行业主要国家。同时，技术进步、国家政策、国内市场、潜在需求等决定了行业相对健康，不会走光伏行业的老路。”肖向前认为，随后行业尽管进入整合期，但技术进步没有停下脚步，磷酸铁锂、锰酸锂的逐渐成熟，推动了行业的发展。2010年前后，业内逐渐认识到三元和锰酸锂将是具有前景的锂电池正极材料。经历两轮整合后，2015年国家公布新能源汽车发展政策，补贴力度较大，行业迎来大发展机会。 /p p 　　肖向前表示，三元方向明确，同时伴随着技术的快速进步，近年来电池的成本平均以15-20%的速度下降，很快将达到不用补贴电动车也有竞争力的时代。三元是个广义的概念，目前国内主流的523将过度到622，当然622也是个过度，最后将升级到811。高镊三元NCA镍钴铝酸锂、NCM镍钴锰酸锂等实验室技术续航里程可达500公里，特斯拉宣布近900公里，5V锰酸锂也是正极材料的一大突破，但配套技术还需要突破，如高端电解液、电芯等。 /p p 　　在肖向前看来，现在国内和国外的差距主要在纯度上，在成品率上，所以做出的高端电池价格不占优势。行业技术进步之快，每年都有明显的进步，甚至按季度计，结合材料易得、安全性、低成本、比容量、便携性、使用方向等需求，未来必将是依需求不同的百花齐放式发展。而负极材料也将发生大的变化，金属固态锂电池将可能是非常有潜力的方向。“当前磷酸铁锂、三元等锂离子电池在放电过程中，电芯温度逐渐上升，绝对的安全性难以通过电池自身解决，金属锂固态电池是锂电的终极目标。” /p p 　　“行业的未来必将更加成熟，前景更加光明，能源将发生革命性变化，可再生、分布式、储能系统、智能化将形成全新的绿色能源生态循环系统。”肖向前判断说。 /p

3月18日下午，习近平总书记在湖南省长沙市，先后考察了湖南第一师范学院（城南书院校区）和巴斯夫杉杉电池材料有限公司，了解学校用好红色资源、坚持立德树人和当地加快发展新质生产力、扩大高水平对外开放等情况。据笔者查询公开资料，巴斯夫杉杉电池材料有限公司是国内锂电正极材料龙头标杆企业，产品广泛应用于消费性电子产品、新能源电动汽车和其他大型动力电源、二次充电、储能领域。巴斯夫杉杉长沙基地二期工程动力锂电池三元材料智能工厂建设项目，主要生产高镍三元二次球等材料，年产能3万吨。项目包括6个单元共计 12 条产线及配套辅助设施。巴斯夫杉杉前身始创于2003年，坐落于湖南湘江新区，是国内较早从事锂电池正极材料研发和生产的企业。宁乡生产基地、宁夏石嘴山生产基地分别于2014年、2016年陆续启用，再到2021年牵手巴斯夫，成立合资企业，巴斯夫杉杉不断发展，逐步构建起涵盖原材料、正极材料前驱体、正极活性材料及废旧电池资源化利用的业务闭环，成为长沙先进储能材料产业链上的重要一环。2022年1月28日，国家发展改革委等部门关于印发2021年（第28批）新认定及全部国家企业技术中心名单的通知显示：该企业技术中心具有国家企业技术中心资格。巴斯夫计划到2030年在电池材料领域投资45亿欧元在4月27日召开的中国汽车动力电池产业创新联盟2023年度大会上，巴斯夫杉杉副总经理胡进介绍，巴斯夫战略性聚焦电池材料，计划在2022-2030年间在电池材料领域投资45亿欧元，成为创新可持续的正极材料行业领导者。电动汽车的强劲增长带来新机遇，巴斯夫将持续加强对车用电池材料的研发投入。胡进介绍，作为巴斯夫和杉杉的合资企业，巴斯夫杉杉研发的高性能多晶锰酸锂产品已为国际知名动力电池企业采用。双束显微镜大显身手巴斯夫杉杉电池材料有限公司长沙基地的研究院分析与电池技术中心，双束显微镜在电池材料产品精细检验中发挥着至关重要的作用。据悉，双束显微镜可将正极材料及前驱体放大到80万倍，产品的形态、微观结构一目了然。 点击查看聚焦离子束显微镜 仪器专场

锂电池的应用十分广泛，如手机、笔记本、电动汽车等已成为生活中不可或缺的产品。随着其在汽车以及电力储藏等领域大型化的应用、对其高性能和安全性要求也越来越高。锂离子电池具有极高的能量密度，这是因为电池中封装了更多活性材料，且电极和隔膜越来越薄、越来越轻。这些均需要电池组成材料之间的完美搭配、若设计不足或者滥用，就会出现热失控现象，导致冒烟、起火甚至爆炸等事故。 因此对锂电池的生产和使用过程中的安全性评价非常重要，下面就让我们用日立DSC7000系列对锂离子充电电池电解液以及正极材料进行安全性评价。 样品处理和容器■ 样品处理的气氛LIB的构成中包含很多反应性高的材料。实际产品被封装在惰性气氛中，因此DSC测定也必须将其密封在惰性气体中进行。（为了避免大气中的水分、氧气、二氧化碳等气氛对样品的影响、样品处理在手套箱中进行。）■ 容器样品分解产生的气体、会污染DSC传感器、可能造成仪器功能损坏，因此需选择密封形的容器。另外测试时容器内部压力增大，故需要选择高耐压值的SUS密封容器。电解液正极材料的热特性的研究■ 电解液电解液的DSC结果如上图所示：样品中溶剂为高介电常数溶剂碳酸乙烯酯（EC）和低粘度溶剂碳酸甲基乙基酯（EMC），电解质为六氟磷酸锂（LiPF6）。在升温过程中，该电解液先熔融再分解，在244℃开始熔融，分解放热峰温度278℃，同时还可以得到其分解放热量。■ 电解液+正极材料这里显示把电解液和正极材料混合密封在容器中的样品的DSC测定结果。正极材料是充电状态的锰酸锂（LixMn2O4、X=0(充电状态)）。183℃附近有一个放热反应，随后有一个放热峰，放热峰峰值约为290℃，与上述的电解液相比、在低温测得（183℃）开始放热，这是正极材料的热分解，释放氧气、使得电解液氧化分解。从上述DSC测定中，可观察到热分解的起始温度、可以评价LIB的热稳定性、起始温度越高热稳定性越高。本资料显示的是完全充电状态的结果、也有充电越多，Li脱离量越多、热稳定性也会越降低的报告。综上所述，通过差示扫描量热仪DSC对电解液以及正极材料进行热特性的评价，我们可以了解电解液以及正极材料在程序升温过程中的吸放热现象，为锂电池安全生产、加工和使用过程作参考。关于日立TA7000系列热分析仪详情，请见：日立 DSC7020/DSC7000X差示扫描热量仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313721.htm日立 STA7000Series 热重-差热同步分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313727.htm日立 TMA7000Series 热机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313737.htm日立 DMA7100 动态机械分析仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313739.htm 关于日立高新技术公司：日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。

电池性能的优劣，很大程度上取决于其构成材料的选择与制备工艺，以及材料微观结构的精细控制。颗粒分析表征作为材料科学研究的重要手段，能够揭示材料在纳米至微米尺度的结构特征、化学成分、相变过程及界面效应等关键信息，为电池材料的设计与优化提供科学依据。为促进学术界与产业界的交流，推动电池材料科学与技术的进步，仪器信息网联合中国颗粒学会将于2024年7月23-24日举办第五届“颗粒研究应用与检测分析”网络会议，特设“电池材料与颗粒分析表征”专场。点击图片直达报名页面 会议特邀中国颗粒学会秘书长王体壮致辞，中科院金属所研究员孙振华、北汽新能源高级经理宋冉冉、天目湖先进储能技术研究院吴喜明、清华大学博士研究生左安昊、中科大理化科学实验中心工程师周宏敏分享电池材料结构调控与电化学性能研究、关键指标及表征方法、单颗粒动力学测试方法与材料数据库等。中国科学院金属研究所研究员 孙振华《聚合物基储能材料的结构调控与电化学性能研究》（点击报名）孙振华研究员研究工作主要围绕着锂硫电池和固态电池等新型电池体系，开展关键电极材料、电解质和器件性能研究，相关研究成果在Nature Commun.、Chem. Soc. Rev.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.等期刊发表SCI收录论文120余篇，被引用12000余次，H-index为53，申请发明专利22项，获授权专利9项。曾获得中国颗粒学会自然科学一等奖（排名第二），入选中国科学院青年创新促进会优秀会员和辽宁省“兴辽人才计划”青年拔尖人才。目前担任中国颗粒学会青年理事，《天津大学学报》编委，SusMat、eScience和中国化学快报的青年编委。聚合物材料在电化学储能材料和器件中具有重要的作用。聚合物材料的结构决定着锂离子在聚合物中的反应和输运行为，从而影响储能器件的性能。针对聚合物材料在锂硫电池电极材料中的应用，该报告系统总结了有机硫聚合物在锂硫电池中的不同功能。在此基础上，报告为聚合物在电化学储能中应用和提高锂硫电池、聚合物固态电池的性能提供了新思路。北京新能源汽车股份有限公司高级经理 宋冉冉《动力电池核心原材料关键指标及表征方法》（点击报名）宋冉冉博士2014年毕业于北京化工大学材料学，2016年入职北汽新能源。10年锂电池材料研发经验，对电芯材料合成制备、表征、电化学原理、材料前瞻技术等有较深入的研究。牵头电芯技术项目开发、负责电芯原材料选型及体系开发工作。本报告针对影响动力电池性能的各项核心原材料关键指标，讲述了指标特征、相关作用机理、表征方法和测试原理等，并对原材料失效进行典型案例分析。天目湖先进储能技术研究院高级工程师 吴喜明 《电池材料形貌、表界面表征方法及应用案例》（点击报名）吴喜明高工硕士毕业于深圳大学材料学专业，具有多年材料显微分析，表面分析、理化测试工作经验，目前在天目湖先进储能研究院从事电镜及表面分析仪器的测试工作，专注于先进分析仪器表征电池材料微观形貌、表面成分，为电池材料、电芯企业提供检测服务。电池材料的形貌、表界面性质对电池性能的发挥起着至关重要的作用，而常规的测试分析手段存在一定的局限性，本报告列举了透射电子显微镜（TEM）、俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）、飞行时间-二次离子质谱（Tof-sims）等先进表征分析仪器在电池材料分析方面的独特作用，依赖类似高水平的测试技术可以对电池材料进行更加深入、细致的理解。清华大学博士研究生 左安昊《电池材料单颗粒动力学测试方法与材料数据库》（点击报名）左安昊博士担任北京易析普罗科技有限责任公司CEO，主要从事电池材料单颗粒测试方法相关基础研究与产业化工作。在Cell Reports Physical Science、Journal of Power Sources、Journal of Energy Storage、储能科学与技术等期刊上发表学术论文10篇，授权发明专利13项，参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等多项课题。曾获国家奖学金、北京市三好学生、江苏省优秀学生干部、清华大学优秀学生干部标兵、清华大学“一二九”辅导员等荣誉以及世界电动车大会优秀论文奖、首届未来颗粒前沿论坛优秀报告奖等奖项。电池材料研发需要快速、精准的性能评价手段，电池模型搭建需要精确的动力学参数输入。目前，业内主要以电极/单体为测试对象，根据电池性能反推材料性能/参数。然而，电池内部含有多种材料、多种物相，传统动力学测试方法仅能得到不同材料各自动力学过程的混合结果，难以确定单因素对材料/电池性能的影响，也不能反映单一材料性能。本报告将介绍一种以材料单颗粒为实验对象的热/动力学性能测试方法。该方法适用于锂离子电池活性材料并具有较高的测量精度，对固态电解质、钠离子电池材料等也具有一定通用性。中国科学技术大学理化科学实验中心工程师 周宏敏《扫描电镜在新能源电池和钙钛矿材料表征中的应用》（点击报名）周宏敏工程师在中国科学技术大学理化科学实验中心从事扫描电镜应用服务及相关技术开发。主持中科院仪器设备功能开发技术创新项目2项，参与863仪器研究项目1项，作为第一发明人获授权专利3项，发表仪器技术及管理文章10余篇。针对新能源电池研究材料如Li，Na，K以及卤素、硫化物的全固态电解质等化学性质活泼的材料，不能接触空气的特点，周宏敏研制了基于气氛保护的传输盒，在扫描电镜仓内真空环境下打开，实现了测试材料从实验室手套箱全程不接触空气进入扫描电镜进行分析表征，支撑了多项成果发表于Nature Communications，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy Storage Materials，J. Am. Chem. Soc.等高水平杂志。本报告针对有机无机杂化钙钛矿材料在电子辐射条件下不稳定的难点，将进行OIHP薄膜样品的扫描电镜成像条件探讨研究，采用低加速电压的策略，既保持OIHP表面细节的分辨率又减小辐射损伤，并采用扫描旋转的成像方式较好地解决截面成像易畸形的难点。以上仅是部分报告嘉宾的分享预告，更多精彩内容请查看会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/particuology2024/