加载中 ...
首页 > 科技 > 新能科技 > 正文

科学家提出纤维电池规模化生产路线

2022-01-28 18:42:36 来源:中国科学报   作者: 张双虎 黄辛

近日,复旦大学教授彭慧胜、王兵杰团队将纤维聚合物储能电池制备和经典湿法纺丝融合,在国际上率先提出纤维电池的规模化生产路线,实现了一系列千米级纤维电池的快速连续构建。相关成果已在线发表于《自然—纳米技术》。

人们此前借鉴平面电池的涂覆方法制备纤维电池,其工艺复杂且效率偏低,难以满足大规模生产应用的需要。2013年,彭慧胜团队提出并实现了柔性纤维电池,此后一直致力于开发高安全性的纤维聚合物储能电池。研究团队创新性提出一体化连续构建纤维电池的设想,将聚合物储能电池中的各功能组分制备成纺丝浆料,然后将多种活性物质浆料共同挤出成型,实现纤维聚合物储能电池的连续制备。

“湿法纺丝路线的难点在于,在极其精细、柔软的纤维结构中,如何保持电池各功能组分间的界面稳定性并实现电化学活性。”彭慧胜告诉《中国科学报》。

为此,研究团队对电池活性材料配制及浆料流体性质进行了大量筛选实验,并基于预实验数据库,对核心部件喷丝板内部腔道进行了重新设计。结果表明,即使在高生产速率下连续制备,所得到的纤维电池内部各功能组分也具有良好的界面稳定性,从而表现出良好的电化学性能。

在此基础上,研究人员揭示了纤维电池一体化成型过程中,聚合物基体与其他功能组分间的相互作用机制,建立了不同功能组分结构与性能的关联规律。最终,团队不仅实现了一系列千米级纤维电池的规模化生产,还为其他功能性纤维器件的规模化制备提供了理论和实验支持。

“相较于通过传统涂覆方法制备的纤维储能电池,通过聚合物湿法‘纺丝’大规模、一步法制备的纤维电池更细、更柔,也更接近日常用于纺织的高分子化学纤维。”彭慧胜表示,将通过该方法制备的纤维聚合物储能电池进行梭织,可以得到轻薄、透气、大面积的“电池织物”,为纤维聚合物储能电池的规模化应用提供了可能。(张双虎 黄辛)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41565-021-01062-4

“新能网”的新闻页面文章、图片、音频、视频等稿件均为自媒体人、第三方机构发布或转载。如稿件涉及版权等问题,请与

我们联系删除或处理,客服邮箱alikiki@126.com,稿件内容仅为传递更多信息之目的,不代表本网观点,亦不代表本网站赞同

其观点或证实其内容的真实性。

  • 声音提醒
  • 60秒后自动更新
  • 2022年1月28日,世界上最大的电解水制氢装置之一,在河北省张家口绿色氢能一体化示范基地项目启动,开始生产绿氢。该项目将在2022年2月4日开幕的冬季奥运会期间为张家口赛区的氢燃料电池汽车提供约50%的绿氢供应。 该项目由壳牌(中国)有限公司与张家口市交通建设投资控股集团有限公司成立的合资公司进行建设。其一期项目内容包括在张家口投资建设2万千瓦可再生能源电解水制氢和加氢项目,而其二期项目的目标是在未来两年内将产能扩大到6万千瓦。 该项目使用陆上风能产生的电力,初期将为冬季奥运会期间张家口赛区的600多辆氢燃料电池汽车供应绿氢。之后,该项目生产的氢气将用于供应京津冀地区的公共和商业运输使用,帮助该地区的交通出行领域脱碳。 按产能计算,全球第一大项目是位于中国的宝丰能源3万千瓦规模项目,第二大项目则是位于加拿大的液化空气集团2万千瓦规模项目。该项目是目前中国仅有的三个商业化规模的电解水制氢项目之一,其它两个分别是宝丰能源项目(3万千瓦)和位于河北的海珀尔项目(1万千瓦)。

    18:56
  • 1月27日,永兴材料发布公告称公司与宁德时代签署《合资经营协议》,双方将根据约定成立合资公司,并以合资公司为主体投资建设碳酸锂项目,项目总投资额不超25亿元,规划建设年产5万吨碳酸锂产能项目。 合资公司注册资本10亿元,注册地在江西宜春,经营范围包括:采矿、选矿、碳酸锂冶炼、锂盐产品的生产及销售等,100%的碳酸锂产品优先向宁德时代等合作方供应。从合资公司的股权结构看,宁德时代或其关联方认缴注册资本7亿元,持股70%;永兴材料或其关联方认缴注册资本3亿元,持股30%。 合资公司将根据规划建设600万吨采矿产能(主要承包宁德时代新能源科技股份有限公司的部分矿山运营)、600万吨选矿产能和5万吨碳酸锂产能项目,产能建设进度为一期先行建设3万吨碳酸锂冶炼产能,视情况开展相应产能的采矿和选矿建设,待一期项目达产后,双方将启动剩余产能建设。 此外,永兴材料与宁德时代将就永兴材料的碳酸锂产品开展合作。永兴材料目前在建的2万吨/年锂盐产能中的产品,主要优先供应给宁德时代等合作方,采购价格在一定条件下以市场价格为基础给予适当优惠。宜丰县花桥矿业有限公司确保永兴特种材料科技股份有限公司所需的原材料。

    18:37
  • 1月26日,发改委、商务部印发《关于深圳建设中国特色社会主义先行示范区放宽市场准入若干特别措施的意见》,其中提出,支持深圳统一规划建设和运营新能源汽车充换储放一体化新型基础设施,放宽融合性产品和服务的市场准入限制,推进车路协同和无人驾驶技术应用。 重点加快干线公路沿线服务区快速充换电设施布局,推进城区、产业园区、景区和公共服务场所停车场集中式充换电设施建设,简化项目报备程序及规划建设、消防设计审查验收等方面审批流程,破除市场准入隐性壁垒。鼓励相关企业围绕充换电业务开展商业模式创新示范,探索包容创新的审慎监管制度,支持引导电网企业、新能源汽车生产、电池制造及运营、交通、地产、物业等相关领域企业按照市场化方式组建投资建设运营公司,鼓励创新方式开展各类业务合作,提高充换电业务运营效率。

    21:36
  • 国家能源局今天(25日)发布的最新数据显示,2021年我国风电、光伏发电新增装机规模超过1亿千瓦,实现“十四五”发展良好开局。 数据显示,2021年我国风电和光伏发电新增装机规模达到1.01亿千瓦,其中风电新增4757万千瓦,光伏发电新增5297万千瓦。从发展情况看,2021年海上风电异军突起,全年新增装机1690万千瓦,是此前累计建成总规模的1.8倍,目前累计装机规模达到2638万千瓦,跃居世界第一;分布式光伏发展亮点突出,年新增装机约2920万千瓦,约占光伏新增装机的55%;第一批约1亿千瓦大型风电光伏基地项目建设稳步推进,目前已开工约7500万千瓦。

    17:02
  • 近日,国务院印发《“十四五”节能减排综合工作方案》(以下简称《方案》),提出到2025年,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。 《方案》还提到,提高城市公交、出租、物流、环卫清扫等车辆使用新能源汽车的比例。全面实施汽车国六排放标准和非道路移动柴油机械国四排放标准,基本淘汰国三及以下排放标准汽车。深入实施清洁柴油机行动,鼓励重型柴油货车更新替代。实施汽车排放检验与维护制度,加强机动车排放召回管理。 在快递方面,《方案》提出全面推广绿色快递包装,引导电商企业、邮政快递企业选购使用获得绿色认证的快递包装产品。

    16:57
  • 据人民网报道, 近日,全国第一座应急充电方仓在泰安济广高速东平服务区充电站建成投运。 为应对节假日高速路充电高峰,国网山东电力自主研发了应急充电舱,单舱配置 360 千瓦充电机柜和 6 个充电接口,可同时满足 6 辆电动汽车充电需求。 根据大数据分析结果,首批选择 3 处高速热点充电站,建设应急充电舱并接入车联网平台,以缓解春节假期充电服务压力。非节假日期间,可将充电舱迁移至城区高热度充电站使用,也可作为临时桩满足特殊充电需求。 今年,国网山东电力计划在济南、青岛、淄博、潍坊等地 10 座高速服务区各配置 1 台应急充电舱。春节前在泰安东平服务区、潍坊寿光服务区、滨州无棣服务区各配置 1 台应急充电舱进行试点,“五一”假期前完成其余 7 座应急充电舱建设。

    10:10
  • 记者从国家电网青海省电力公司获悉,1月23日,青海省海南藏族自治州新能源基地21台新能源分布式调相机群的最后3台调相机试运行后转入商业运行,标志着世界最大规模新能源分布式调相机群在青海建成投运,将直接提升青海新能源外送能力350万千瓦。 业内专家介绍,调相机被誉为电网的“稳压器”,在“电网侧”已经大规模应用,然而“电源侧”应用尚属首次。青海省太阳能、风能等新能源资源得天独厚,新能源发电占比高。针对新能源间歇性、随机性和波动性的特点,在“电源侧”安装小型分布式调相机,有助于新能源特高压直流输电工程安全稳定运行。 据了解,此次建成投运的21台新能源分布式调相机群是世界首个、目前规模最大的新能源分布式调相机群。投运后,青海省预计年均增发新能源电量70.2亿千瓦时。

    10:05
  • 截至目前,有14家央企发布了“十四五”期间的新能源装机规划,总新增装机容量超623GW。由国家电投、华能、国家能源集团、华电、大唐以及国投电力、中广核、三峡集团、华润电力、中核、中节能(太阳能)组成的“五大六小”已成为下游光伏电站开发的尖刀部队。五大发电集团中,除大唐外,其余均相继公布了“十四五”期间的新能源规划,装机目标普遍介于70~80GW,年新增目标14~16GW。 去年底,国务院国资委发布《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见》,明确提出央企可再生能源发电装机比重达到50%以上。央企在实现“双碳”目标的过程中,将加速能源结构转型,利用清洁低碳能源,有助于加速绿色清洁能源的开发和利用,推动新能源行业快速发展。 据财联社主题库显示,相关上市公司中: 华能国际是华能集团旗下上市公司,中国最大发电公司之一,截至2021年6月30日,公司太阳能发电装机容量为2702兆瓦;风电装机容量为8601兆瓦(含海上风电997兆瓦)。 上海电力是国家电投旗下上市公司,截至2021年6月底,公司控股装机容量为1706.47万千瓦,清洁能源占装机规模的50.03%。

    10:01
  • 全国乘用车市场信息联合会11日公布最新中国汽车销量数据,数据显示特斯拉上海超级工厂2021年12月交付量达70847辆,闯入纯电动汽车月销7万阵营。 2021年,特斯拉上海超级工厂共交付车辆48.413万辆,同比增长235%,其中有超过16万辆的海外市场交付,满足欧洲、亚洲等10多个国家的需求。值得一提的是,特斯拉2021年全球交付量为93.6万辆,上海超级工厂占比高达51.7%,占据特斯拉全球交付量的“半壁江山”。 特斯拉方面表示,得益于高度智能化、数字化和高达86%的零部件本地化率,上海超级工厂产能在2021年实现进一步提升,2021年第三季度,上海超级工厂Model3、Model Y季度产量也首次超过加州弗里蒙特工厂。 此外,特斯拉上海研发创新中心和特斯拉上海超级工厂数据中心均在2021年建设落成。 上海研发创新中心也是特斯拉首个设立在海外、以整车开发为基础的研发中心,包括软件、硬件、电子、材料、动力及能源工程团队,共设置28个实验室,现阶段专注于特斯拉在中国的软硬件、流程和技术的开发工作,同时承担中国市场的应用适配和标准测试,并参与全球AI机器学习的相关研发工作。上海超级工厂数据中心则用于存储工厂生产等中国运营数据。

    09:36
  • 12日,工信部发文表示,2021年,中国汽车产销分别完成2608.2万辆和2627.5万辆,同比分别增长3.4%和3.8%,结束了连续3年的下降趋势,为我国工业经济持续恢复发展、稳定宏观经济增长贡献了重要力量。 其中,新能源汽车销售完成352.1万辆,同比增长1.6倍,连续7年位居全球第一;搭载组合辅助驾驶系统的乘用车新车市场占比达到20%。 2021年,中国品牌乘用车累计销售954.3万辆,同比增长23.1%,市场份额达44.4%,同比提升6个百分点;汽车整车出口201.5万辆,同比增长1倍,创历史新高。 下一步,工信部将全力以赴维护汽车工业平稳健康运行,加大力度推动新能源汽车和智能网联汽车发展,努力提高产业链供应链稳定性和竞争力。

    09:33
  • 据韩国《财经新闻》3日报道,韩国电池业界和调查网站Investing于3日透露,二次电池正极材料的核心材料镍的价格在伦敦金属交易所(LME)呈暴涨趋势,上月31日以每吨2.0828万美元价格成交,创10年来新高。 同时,镍的库存量呈锐减趋势,上月31日的库存仅为10.302万吨,降至1年来的最低水平。标普全球市场智能预测,到2025年,镍需求平均每年增长超过7%。据分析,镍价飙升主要是由于电动汽车动力电池需求大幅增加,供应不足,随着镍价的持续走高,电动车电池企业将面临成本增加的难题。LG化学、SK ON、三星SDI等企业已因镍、钴、锂等价格暴涨,上调了电池价格。

    09:15
  • 近年来,太阳能发电设备装机容量不断提高,但在寒冷多雪地区太阳能电池板易被雪覆盖,导致发电效率下降。密歇根大学科学家研发了一种透明涂层,可减少太阳能电池板上的冰雪堆积,使得太阳能电池板冬季发电效率达到85%。该研究成果近日发表在《先进材料技术》上。 密歇根大学材料科学与工程教授Anish Tuteja表示,寒冷多雪气候下,太阳能电池板发电量会减少80%—90%,这也成为普及太阳能发电的不利条件。该团队在研究除冰涂层过程中发现,低界面韧性和低粘附强度两项特性是除冰技术的关键,在此基础上,通过PVC材料中加入植物油,从而在低表面附着力和低界面韧性之间精确地取得平衡,实现较好的除冰除雪效果。经在阿拉斯加费尔班克斯的太阳能场上测试,涂层电池板在整个冬季的平均冰雪覆盖率约为28%,而未涂层电池板的平均冰雪覆盖率约为59%。该涂层可在寒冷的天气中喷洒或刷涂,有效期长达一年。

    09:08
  • 据宁德时代公众号,宁德时代未来能源研究院正式入驻上海闵行区。未来能源研究院将与上海交通大学合作,打造“科研创新”和“人才培养”相结合的创新平台,布局攻关一批新能源领域前瞻性技术,远期建设成为全球未来能源创新中心,助力上海打造未来能源领域生态体系,成为全球知名的新能源技术创新策源地与产业集聚地。

    11:02
  • 记者日前从国家发改委获悉,截至目前,第一批大型风电光伏基地项目已开工约7500万千瓦。 按照党中央、国务院决策部署,国家发改委加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点大型风电光伏基地项目建设,推动风电光伏行业健康快速发展,促进碳达峰碳中和目标实现。第一批约1亿千瓦大型风电光伏基地项目50个,重点利用沙漠、戈壁、荒漠地区土地资源,通过板上发电、板下种植、治沙改土、资源综合利用等发展模式,实现生态效益、经济效益、减碳效益等多重效益。 目前,第一批大型风电光伏基地项目已开工约7500万千瓦,其余项目将在2022年一季度开工。 2021年以来,我国风电、光伏装机容量、发电量均较2020年同期大幅增长。截至2021年11月底,全国风电光伏装机容量5.92亿千瓦,同比增长26.8%,稳居全球风电光伏装机容量首位。其中,风电装机容量3.0亿千瓦,同比增长29%;光伏装机容量2.9亿千瓦,同比增长24.1%。2021年1月-11月,全国风电光伏合计发电量同比增长34.7%,其中风电累计发电量同比增长40.8%,光伏累计发电量同比增长24.1%。

    10:44
  • 黑石分析师Byron Wien和Joe Zidle警告称,锂电池意外短缺可能会令电动汽车行业的上行产生风险。 Wien和Zidle将锂电池列为2022年值得关注的十大意外之一。 他们表示,“美国的绿色能源计划遭遇挫折,它发现无法购买足够的锂电池来为计划生产的电动汽车提供动力。中国主导着锂市场,以及用于制造传动杆的钴和镍市场,它选择保留这些大宗商品的大部分供应,供国内使用。” 黑石认为Lithium Americas(LAC.US)、Standard Lithium(SLI.US)、Rock Tech Lithium Inc、Albermarle(ALB.US)和Livent Corporation(LTHM.US)都是值得关注的锂电池公司。 与此同时,特斯拉(TSLA.US)、通用汽车(GM.US)、福特(F.US)、Fisker、Rivian Automotive(RIVN.US)和Lucid Group(LCID.US)等电动汽车厂商都希望在扩大规模的同时降低电池成本。

    11:11