久草在线资源站手机版,高潮按摩久久久久久av免费,sese综合

Jeffrey Moore等《JMCA》：賦予有機液流電池電解液材料可降解特性

時間:2022-03-21 11:25來源:高分子科學前沿作者:綜合報道

點擊: 次

可降解性質的開發一直是當今材料領域的熱門研究方向之一，近日，美國UIUC大學Jeffrey Moore和Joaquín Rodríguez-López課題組與阿貢國家實驗室Rajeev S. Assary團隊提出一種用電化學降解有機液流電池電解液材料的手段。文章共同第一作者為Hai Qian，Michael J. Counihan，Hieu A. Doan。液流電池是一種蓄電池，通常由電解液、正負極電解液存儲單元、以及分隔膜等器件組成。根據電解液材料種類可分為無機、有機液流電池。特別是，有機（高分子）電解液材料在極端充放電的電化學環境中，通常可發生不可逆的損傷，并在電極、分隔膜等電化學元器件上結垢，從而影響液流電池的存儲容量、充放電效率等。那么，向電解液材料中引入一些具有電化學響應的可降解的功能分子片段將有助于提前預防上述不可逆損傷的發生或推動電化學元器件的再生。

圖1、因電解液材料發生不可逆損傷后而導致的液流電池組件結垢過程示意圖以及高芐基醚作為電化學響應可降解片段的開發。

作者先后從高芐基醚（HBE）片段的設計、電化學屬性、裂解過程等方面詳細闡述了該分子結構作為可降解屬性中心時的優勢所在，分析了斷裂后的產物組成；回答了HBE分子片段在氧化斷裂過程時，與各類電化學活性中心之間的化學和電化學兼容性等問題；研究了含有HBE作為鏈接片段的聚合物電解液材料在溶液中和電極表面上的電化學降解行為；展望了新一代含有可降解再生電解液材料裝置的封閉式液流電池體系設計。這是一篇集分子設計、基礎理論與實驗相佐證、理論與實際應用相結合、模型器件展望的綜合性文章。篇幅較長，小編能力有限，很難面面俱到，歡迎感興趣的老師同學閱讀全文，全文鏈接在結尾。

【高芐基醚的設計與選擇】

圖2、高芐基醚的化學結構式以及它們的裂解模式研究

作者通過GC-MS和理論計算手段研究了對位不同取代基的HBE化合物的裂解模式，發現除了化合物8其它分子均在氧化后發生了mesolytic斷裂方式，即產生一個自由基片段和一個正離子（圖2）。進一步的電化學研究發現，大部分HBE化合物只有一個不可逆的氧化峰，說明它們在氧化后發生不可逆化學過程，即mesolytic斷裂，而這個過程中產生的自由基馬上被氧化成為相應的正離子（圖3）。其中，部分正離子可能被溶劑中的一些親核電解質淬滅。以上涉及的電化學中間體可以通過循環伏安、電解、掃描電化學顯微鏡等手段進一步確認。

圖3、高芐基醚的電化學氧化過程以及氧化后產物的監控

作者進一步評價了HBE的氧化斷裂過程與四類常見的陰陽極電活性分子的兼容性（圖4）。依據裂解方式、氧化電位、以及經濟效益等方面，作者選擇對烷氧基的高芐基醚分子作為鏈接基團合成二聚體電解液材料。他們發現紫精、TEMPO和二烷氧基芳環與HBE的裂解過程相互兼容，即同時電化學和化學兼容。所謂電化學兼容指的是氧化裂解電位與氧化還原中心的操作電位顯著區別；所謂化學兼容指的是裂解過程中的分解片段對氧化還原中心具有化學惰性。然而，對硝基苯醚分子與HBE的裂解過程既不電化學也不化學兼容。作者隨后驗證了當HBE完全電解以后與氧化還原中心在極端情況下的兼容性。

圖4、HBE的裂解過程與氧化還原活性中心兼容性的測試

【高芐基醚在氧化還原聚合物中的應用】

圖5、含有HBE的主鏈和支鏈紫精聚合物在電極表面的降解過程評價

在液流電池中，由于體積較大，氧化還原聚合物電解液材料通常擁有較低的分隔膜滲透能力，因此陰陽電解液材料的跨膜交叉污染通常可以被削弱，進而增加液流電池的使用周期和壽命。但是聚合物電解液材料容易結垢在電極表面，進而影響電池的充放電效率。作者擬通過引入可降解的HBE基團來試圖解決該問題。向支鏈紫精聚合物中引入HBE基團實際上并不能幫忙完全移除已經生成的電解液污垢膜。其中一種解釋是由于生成的致密電解液膜缺乏電子傳輸能力，在HBE被氧化后迅速發生不可逆的降解；另外，當紫精氧化活性中心被移除時，剩余的聚苯乙烯高分子鏈溶解度差、缺乏可降解特性，因此，它們可能依然附著在電極表面。當向聚電解液材料的主鏈中引入可降解的HBE基團時，污垢膜移除效率被提升到了30%；氧化降解的同時進行攪拌，結垢移除效率可以提升至50%以上。雖然無法達到100%，但是這些實驗足以說明改變可降解聚電解液的拓撲結構、電荷數目、以及可降解基團的選擇將有助于未來開發更高效的可降解電解液材料。

圖6、含有HBE的支鏈紫精聚電解液在溶液中降解前后的滲透效率評價

在氧化降解前，支鏈紫精聚電解液展現出非常低的跨膜遷移率；當施加高電位氧化降解該電解液材料時，其中切斷的電活性紫精片段表現出較高的跨膜遷移率，大概在24小時之后便可達到分隔膜兩側的電活性物質平衡。

圖7、可降解電解液材料在液流電池中的應用展望

在文章結尾，作者大膽地提出一種可以應用類似可降解電解液材料的液流電池設備雛形。在原有液流電池設備的基礎上引入可以用于下行分離或電解液材料再生的額外存貯池。小編認為這類液流電池離真正的應用還有很長的路要走，比如如何提升電解液結垢移除效率、如何實現液流電池材料的充放電與降解再生過程上的工程操作分離等，都需要仔細考量和篩選。即便如此，小編依然認為這篇文章的研究思路非常新穎、讓人耳目一新。特別是，作者將可降解特性與液流電池材料相結合，通過體系中的電刺激（而非化學刺激），試圖解決傳統液流電池中存在的一些挑戰和問題。

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：電解液有機液流電池

作者：綜合報道，如若轉載，請注明出處：http://www.m.69gh.com/qianyan//2022032138519.html

看完這篇還不夠？如果你也也是同行業需要發布您的新聞報道，請戳這里告訴我們！

免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com

電池制造工程師培訓暨國內電池行業職業等級評價（高級）班

中國電池工程師年會(2021CSBE)

相關新聞

浙工大&南洋理工Science：鋰金屬電池實現超長壽命！

浙江工業大學陶新永教授團隊聯合南洋理工大學樓雄文教授提出使用含有羧基的自組裝單分子層隔膜，來調節電解質降解以構建穩定鋰金屬電池的策略。

2022-02-18 11:03
專有鋰金屬產品提高鋰離子電池的性能、安全性和可持續性

這是一種獨特的鋰金屬和其他特殊材料的可打印配方，能夠提高鋰離子電池的性能，降低制造成本，同時增強安全性和可持續性，支持下一代電池技術。

2021-11-11 09:44
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統最高可儲能328kWh

據外媒報道，大眾汽車集團子公司斯柯達汽車與捷克科技公司 IBG Česko合作，使用電動汽車舊電池推出一種智能儲能系統。目前，該系統已部署于斯柯達各經銷商。

2021-06-03 10:23
Ampcera宣布推出全固態電池技術可實現EV超快速充電

據外媒報道，美國先進電動汽車（EV）固體電解質技術創新者Ampcera公司推出全固態電池技術，可使電動汽車實現超快速充電。目前該公司正針對該技術申請專利。

2021-04-16 08:40
UNIST開發無膜CO₂電池可快速有效地產生氫和電

經濟高效的碳捕獲、利用和封存技術，對于減少全球CO₂排放至關重要。

2021-03-05 11:21
GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命

為了延長電池壽命，科學家們一直在尋找催化劑，希望在運行時使降解過程實現可逆化。

2021-03-03 08:56
崔屹&H.N. Alshareef：無負極水系鋅-二氧化錳電池

近日，美國斯坦福大學崔屹教授和阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef合作以“An Anode-Free Zn−MnO2Battery”為題，在Nano Letters上發表最新研究成果，通過采用納米碳成核層實現了一種無負極設計(即零過量鋅)。

2021-01-22 11:37
南科大鄧永紅&港理工鄭子劍AM: 500Wh/kg！兼具長循環穩定性的超高能量密度鋰金屬電池

隨著新能源產業的不斷革新，動力電池系統的發展蒸蒸日上，各國對其能量密度的要求也不斷提升。中國科學技術部(MOST)、美國能源部(DOE)、日本新能源產業綜合開發機構(NEDO)均確立了2030年動力電池系統能量密度需達到500 Wh/kg這一明確目標。

2020-10-04 16:37

本月熱點

工信部：2021年全國鋰離子電池產量324GWh，同比增長106%

2021年全國鋰離子電池產量324GWh，同比增長106%，其中消費、動力、儲能型鋰電產量分別為72GWh、220GWh、32GWh，分別同比增長18%、165%、146%。

2022-02-25 11:28
2月國內動力電池月度數據出爐，裝車量同比上升145.1%

2022年2月，我國動力電池裝車量13.7GWh，同比上升145.1%，環比下降15.5%，同比繼續保持大幅增長。

2022-03-11 17:51
鋰電廠陷“內卷”式搶人大戰：普通工人月入近萬高端人才薪酬2年翻倍

動力電池行業的集中度逐年提高，寧德時代(300750.SZ)龍頭地位一時難以撼動，第二梯隊電池廠商尋求擴大市場份額，擴產成為當前形勢下共同的選擇，隨之而來的，是龐大的人力需求與人才爭奪戰。

2022-03-01 10:28
深度剖析動力電池回收產業

在這樣千億萬億的市場爆發之前，業界的現狀是怎樣的？

2022-02-25 10:31
沒有突破的“突破性”電池新技術

夸大其辭、借市場鼓吹、實驗室與商業化兩重天。

2022-03-02 09:55
從102家到58家，動力電池行業血色爭霸

寧德時代和比亞迪長年霸榜，第二梯隊換了新顏。

2022-02-21 09:27
65家鋰電上市公司2021業績盤點：電池企業喜憂參半

據財經網不完全統計，65家披露2021年業績快報或業績預告的鋰電池產業鏈上市公司中，24家凈利潤增速超過300%，10家扭虧為盈。

2022-03-08 10:42
用于增強電化學動力學和大面積容量鋰硫電池的“三區”配置

鋰硫 (Li-S) 電池商業應用的主要障礙在于充放電時體積變化巨大，硫和相關硫化物的導電性差，以及多硫化鋰的穿梭效應導致硫負載不足(LiPS)。

2022-02-25 22:25

歡迎投稿

聯系人：王女士
Email：cbcu#m.69gh.com
發送郵件時用@替換#
電話：010-56284224

在線投稿

Jeffrey Moore等《JMCA》：賦予有機液流電池電解液材料可降解特性

浙工大&南洋理工Science：鋰金屬電池實現超長壽命！

專有鋰金屬產品提高鋰離子電池的性能、安全性和可持續性

斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統最高可儲能328kWh

Ampcera宣布推出全固態電池技術可實現EV超快速充電

UNIST開發無膜CO₂電池可快速有效地產生氫和電

GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命

崔屹&H.N. Alshareef：無負極水系鋅-二氧化錳電池

南科大鄧永紅&港理工鄭子劍AM: 500Wh/kg！兼具長循環穩定性的超高能量密度鋰金屬電池

新型助劑可提高鋰電池性能

既安全又高比能的電池——SEB電池誕生

電池制造工程師培訓暨國內電池行業職業等級評價（高級）班

中國電池工程師年會(2021CSBE)

浙工大&南洋理工Science：鋰金屬電池實現超長壽命！

專有鋰金屬產品提高鋰離子電池的性能、安全性和可持續性

斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統最高可儲能328kWh

Ampcera宣布推出全固態電池技術可實現EV超快速充電

UNIST開發無膜CO₂電池可快速有效地產生氫和電

GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命

崔屹&H.N. Alshareef：無負極水系鋅-二氧化錳電池

南科大鄧永紅&港理工鄭子劍AM: 500Wh/kg！兼具長循環穩定性的超高能量密度鋰金屬電池

工信部：2021年全國鋰離子電池產量324GWh，同比增長106%

2月國內動力電池月度數據出爐，裝車量同比上升145.1%

鋰電廠陷“內卷”式搶人大戰：普通工人月入近萬高端人才薪酬2年翻倍

深度剖析動力電池回收產業

沒有突破的“突破性”電池新技術

從102家到58家，動力電池行業血色爭霸

65家鋰電上市公司2021業績盤點：電池企業喜憂參半

用于增強電化學動力學和大面積容量鋰硫電池的“三區”配置

浙工大&南洋理工Science：鋰金屬電池實現超長壽命！浙江工業大學陶新永教授團隊聯合南洋理工大學樓雄文教授提出使用含有羧基的自組裝單分子層隔膜，來調節電解質降解以構建穩定鋰金屬電池的策略。 2022-02-18 11:03	專有鋰金屬產品提高鋰離子電池的性能、安全性和可持續性這是一種獨特的鋰金屬和其他特殊材料的可打印配方，能夠提高鋰離子電池的性能，降低制造成本，同時增強安全性和可持續性，支持下一代電池技術。 2021-11-11 09:44
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統最高可儲能328kWh 據外媒報道，大眾汽車集團子公司斯柯達汽車與捷克科技公司 IBG Česko合作，使用電動汽車舊電池推出一種智能儲能系統。目前，該系統已部署于斯柯達各經銷商。 2021-06-03 10:23	Ampcera宣布推出全固態電池技術可實現EV超快速充電據外媒報道，美國先進電動汽車（EV）固體電解質技術創新者Ampcera公司推出全固態電池技術，可使電動汽車實現超快速充電。目前該公司正針對該技術申請專利。 2021-04-16 08:40
UNIST開發無膜CO₂電池可快速有效地產生氫和電經濟高效的碳捕獲、利用和封存技術，對于減少全球CO₂排放至關重要。 2021-03-05 11:21	GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命為了延長電池壽命，科學家們一直在尋找催化劑，希望在運行時使降解過程實現可逆化。 2021-03-03 08:56
崔屹&H.N. Alshareef：無負極水系鋅-二氧化錳電池近日，美國斯坦福大學崔屹教授和阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef合作以“An Anode-Free Zn−MnO2Battery”為題，在Nano Letters上發表最新研究成果，通過采用納米碳成核層實現了一種無負極設計(即零過量鋅)。 2021-01-22 11:37	南科大鄧永紅&港理工鄭子劍AM: 500Wh/kg！兼具長循環穩定性的超高能量密度鋰金屬電池隨著新能源產業的不斷革新，動力電池系統的發展蒸蒸日上，各國對其能量密度的要求也不斷提升。中國科學技術部(MOST)、美國能源部(DOE)、日本新能源產業綜合開發機構(NEDO)均確立了2030年動力電池系統能量密度需達到500 Wh/kg這一明確目標。 2020-10-04 16:37
新型助劑可提高鋰電池性能由于消費者對電動汽車的需求增加，鋰電池市場正在迅速增長。近期諾力昂開始交付首批AkuPure™——一種專門針對鋰電池的羧甲基纖維素（CMC）。 2020-03-03 08:46	既安全又高比能的電池——SEB電池誕生近日，美國賓夕法尼亞州立大學王朝陽院士團隊聯合科技公司EC Power在動力電池上取得了突破性進展，發明了既安全又高比能的新型電池—SEB™電池。 2020-02-29 14:56