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【新威周报第46期】2场大会+9篇电池顶刊:黄富强AM、张强JACS、黄云辉AEM……

新威智能App 新威 2022-09-01


小智:资讯宝藏、电池前沿、热文推荐、学术会议,每周五,2分钟带你一览本周重点资讯。(注:《新威周报》为每周的内容精选,新威智能App还有更多的科研干货、顶刊动态每日更新,欢迎大家下载体验~)

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资讯宝藏

工信部释放重磅信号,事关整个锂电池行业!
《锂离子电池行业规范条件(2021年本)》(征求意见稿)提出,引导企业减少单纯扩大产能的制造项目,加强技术创新、提高产品质量、降低生产成本。《锂离子电池行业规范公告管理办法(2021年本)》(征求意见稿)提出,企业应采用技术先进、节能环保、安全稳定、智能化程度高的生产工艺和设备。企业应依据有关政策及标准,对锂离子电池产品开展编码并建立全生命周期溯源体系,鼓励企业应用主动溯源技术。管理办法还提到,企业应制定产品单耗指标和能耗台帐,不得使用国家明令淘汰的、严重污染环境的落后用能设备和生产工艺。鼓励企业调整用能结构,使用光伏等清洁能源,开展节能技术应用研究,制定节能规章制度,开发节能共性和关键技术,促进节能技术创新与成果转化。
【11.23直播,免费观看赢好礼】锂电大咖齐聚,粤港澳高校联盟2021年青年学者论坛系列活动即将开启
粤港澳高校联盟2021年青年学者论坛系列活动——2021粤港澳高校材料科学与工程专业联盟储能材料与技术发展论坛 暨首届粤港澳锂电池行业研讨会
2021年11月23日(周二) 8点30分准时开播!
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大咖云集。18场高水平学术报告
带你了解固态电池、锂电池等领域的最新研究成果
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【会议预告】SEC2021 宁德新能源动力电池智能制造技术及产业发展论坛
2021年11月22-24日 中国·宁德
800+高级决策者、工程技术人员
100+知名终端用户企业
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5+商务交流晚宴
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2021中国工程院、科学院院士增选结果公布:149人当选,最小的45岁
11月18日,据央视报道,2021年两院院士增选结果正式揭晓,共有149人当选。其中,中国科学院增选院士65人,中国工程院增选院士84人,两院院士中最小的分别是45岁、51岁。根据《中国科学院院士章程》《中国科学院院士增选工作实施细则》等规定,2021年共选举产生中国科学院院士65人,其中女性科学家5人。此外,2021年中国科学院新当选外籍院士25人,分别来自11个国家,韩国和瑞士首次有科学家当选中国科学院外籍院士;中国工程院新当选外籍院士20人。本次增选后,中国科学院院士总数为860人,外籍院士总数为129人;中国工程院院士总数为971人,外籍院士总数为111人。

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2021年全球高被引科学家公布(附化学、材料科学名单)
11月16日,科睿唯安公布了2021年度“高被引科学家”名单。入榜这份备受期待的名单的自然科学家和社会科学家均发表了多篇高被引论文, 其被引频次位于同学科前1%,彰显了他们在同行之中的重要学术影响力。6602人入围2020年全球高被引科学家,中国内地931人次上榜。中国内地上榜人数继续激增,本年度共有931人次(14.1%)上榜,而2020年为770人次(占比12.1%)。自2018年(7.9%)以来,我国内地科学家在高被引科学家名单中所占比例几乎翻了一番。2021年度,中国科学院入选科学家数量依旧排名全球机构第2位,清华大学位列全球机构第8位,这是清华大学继2019年排名第19位上升到2020的第9位后,位次再一次上升。其中,化学领域国内98人入选,材料科学领域国内88人入选。App内直接搜索【2021高被引科学家全名单】或者移步【新威智能App-资讯-下载专区】找到相应文章即可下载。>>>点击立即跳转了解上榜名单
百万论文奖 | 评委阵容官宣,6位权威专家亮相!
经过八个多月的论文征集,本届共收获了多篇来自全国各高校、科研机构的论文投稿。目前也正式进入评审阶段。而万众期待的153篇优秀论文即将诞生!为保证评选的专业、公平、公正,把握好学术论文的质量,新威特别邀请了学术界的权威专家学者组成评审团,专家们将本着客观、负责的态度对每一篇参赛作品进行严格评选。「第二届新威学术论文奖」的专业评审员有中科院孙世刚院士、华中科技大学黄云辉教授、中科院物理所李泓研究员、中国科学技术大学余彦教授、天津大学杨全红教授、厦门大学晁栋梁教授。单篇奖金高达10000元,2021年12月揭晓!关注新威公众号,第一时间获取最新活动详情~
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电池前沿

黄富强Adv. Mater.:准双层固体电解质实现高压固态电池

近日,上海硅酸盐研究所黄富强教授和卧龙岗大学Nana Wang在Advanced Materials上发表了题为“Quasi-Double-Layer Solid Electrolyte with Adjustable Interphases Enabling High-Voltage Solid-State Batteries”的论文。该工作通过向聚偏二氟乙烯(PVDF)基CPE中添加具有高氧化稳定性(碳酸丙烯酯)和高还原稳定性(二甘醇二甲醚)的增塑剂,提出了一种新型准双层复合聚合物电解质(QDL-CPEs)。碳酸亚丙酯的原位聚合,可以形成正极电解质界面(CEI)膜,增强抗氧化能力。二甘醇二甲醚与PVDF之间的亲核取代反应增加了电解质在负极侧的还原稳定性,抑制锂枝晶形成。QDL-CPEs具有高离子电导率、宽电化学窗口、稳定的电极/电解质界面,且没有额外的电解质-电解质界面电阻。因此,QDL-CPE提高了NCM811//QDL-CPE//硬碳全电池在室温下的循环性能。
原文链接:
https://doi.org/10.1002/adma.202107183
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黄云辉/李真Adv. Energy Mater.:锂硫电池,CEI膜很重要—固相转化的失效机制和长循环锂硫电池的设计策略
硫阴极表面形成的阴极-电解质界面(CEI)在决定锂硫电池能否通过固相转化反应发挥作用方面起着至关重要的作用,固相转化反应可有效阻止多硫化物的溶解。然而,对于锂硫电池CEI的演变和失效机理还缺乏系统的研究。本工作发现形成的CEI的完整性与硫含量和电解液量密切相关。当还原产物(Li2S/Li2S2)的体积超过碳主体的最大体积时,形成的CEI无法承受重复锂化/脱锂后的体积变化。CEI的反复断裂和修复不断消耗电解质和活性物质。因此,为了通过固相转化实现延长循环稳定性,硫含量和主体内部空间应匹配良好。基于上述认识,设计的硫石墨全电池在2000次循环中表现出优异的循环性能。这项工作揭示了锂硫电池固相转化反应的失效机理,为设计长寿命、高硫含量的正极材料提供了一些启示。
原文链接:
https://doi.org/10.1002/aenm.202102774

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ACS Energy Letters封面综述:钠离子电池的原位表征
本文中,来自Boise State University的Hui Xiong教授,Virginia Tech的Feng Lin教授与Argonne National Laboratory的Yuzi Liu 博士合作,在国际知名期刊ACS Energy Letters上发表题为“Spatial and Temporal Analysis of Sodium-Ion Batteries”的综述文章。该文章总结了基于X-射线和电子的先进表征在钠离子电池中的应用,在进行背景基础知识简介以及案例的解读上,针对每一种表征讨论了面临的挑战,并阐述了如何结合不同表征,在不同时间尺度以及空间尺度上进行对钠离子电池复杂理化现象透彻的理解。
原文链接:
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c01868

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Sb掺杂NCM,全电寿命延长67%,能跑2500圈!
合金元素在高温下的混合是热力学驱动的,因此难以完全抑制。鉴于此,韩国汉阳大学的Yang-Kook Sun教授等人证明了Sb在减缓相互扩散、初级粒子的浓度梯度分布、形貌和结晶度方面的显著影响,并对Li[Ni0.9Co0.05Mn0.05]O2 (CSG90)和0.5 mol% Sb掺杂CSG90(表示为Sb-CSG90)正极进行了电化学性能研究和比较。证明了Sb掺杂的CSG正极可显著提高其循环稳定性,同时提供制造的灵活性。Sb掺杂允许通过延迟阳离子迁移和通过钉扎颗粒边界来抑制粗化,来精确定制正极微观结构。Sb掺杂的CSG正极在2500次循环后仍保持其初始容量的约80%,而原始CSG90正极仅在1500次循环后表现出严重的退化。用于电动汽车的Sb掺杂CSG90正极代表了一种理想的高能量密度正极,其组成旨在最大限度地提高容量。其改良的微观结构可确保较长的电池寿命和易于制造,从而降低成本。相关研究成果以“High-Energy Cathodes via Precision Microstructure Tailoring for Next-Generation Electric Vehicles”为题发表在ACS Energy Letters上。
原文链接:
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02281

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阿贡国家实验室KhalilAmine团队:三组分氟化电解液,既耐高压又耐还原
近日,美国阿贡国家实验室KhalilAmine团队开发了一种新的高压锂金属电池电解液开发策略:通过将大量FEC 引入包含DFEC 和FEMC的电解液中,所得三元电解液不仅具有非常高的氧化稳定性,而且能够形成由DFEC诱导的优异SEI,抑制锂枝晶的形成,并消除FEMC还原分解的不利干扰。所制造的Li||NCM811电池实现了50周平均库伦效率99.8%的循环稳定性。相关成果以Solvation-Protection-EnabledHigh-Voltage Electrolyte for Lithium Metal Batteries为题,发表在国际知名期刊NanoEnergy上。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106720

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张强/李博权JACS:锂硫电池中的半固定催化策略,软包首圈能量密度高达343Wh/kg!
锂硫电池作为新一代高比能储能体系,却受制于正极侧硫物种缓慢的反应动力学。针对硫物种转化的高性能电催化剂有待开发。另一方面,不同于多数电催化过程,锂硫电池中硫物种的反应具有高度的复杂性:均相与异相反应过程同时存在,化学反应与电化学反应高度耦合。针对上述特征,理性催化剂结构设计具有重要意义。基于此,清华大学的张强教授课题组与北京理工大学李博权团队合作,在J. Am. Chem. Soc.上发表题为“Semi-Immobilized Molecular Electrocatalysts for High-Performance Lithium−Sulfur Batteries”的研究论文。该工作提出了半固定催化的策略,设计了一种半固定分子催化剂。其中卟啉作为活性位点共价接枝在导电且柔性的高分子链上,使该异相催化剂呈现出了一定均相催化的性质。半固定分子催化剂在加快电化学反应速率、调控硫化锂沉积模式等方面发挥出了重要作用。
原文链接:
https://doi.org/10.1021/jacs.1c09107

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孙世刚院士/廖洪钢教授EES:锂原子通道实现无枝晶锂沉积
锂在阳极表面的扩散速度远快于体扩散,调节锂在阳极表面的扩散被认为是诱导锂均匀沉积的主流方法,而锂在阳极体中的扩散通常被忽略。近日,厦门大学孙世刚院士、廖洪钢教授等人在Energy & Environmental Science上发表成果,Efficient Diffusion of Superdense Lithium via Atomic Channel for Dendrite-Free Lithium-Metal Batteries。在这里,与经典的表面修饰不同,作者提出了一种分子隧道策略,构建石墨体中的原子通道,使Li快速扩散。原文链接:
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/EE/D1EE02205A

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厦大杨勇&王鸣生等:水能载舟,亦能覆舟!以水为媒将锰酸钠寿命提高到3000圈!
在研究层状钠离子氧化物空气稳定性过程中,发现钠盐和水分子的存在确实会造成层状氧化物容量和循环稳定性的迅速衰退。然而,对于部分层状过渡金属氧化物而言,如果经过精妙的控制,在潮湿环境中的搁置反而能够全面地提高该类正极材料的电化学性能。鉴于此,厦门大学杨勇教授和王鸣生教授等人以P2-型锰酸钠材料为研究范例,设计了一种新颖的以水为媒介的材料改性方法。该方法简单无毒,能全面改善锰基和铁基层状氧化物的电化学稳定性。在不进行掺杂、表面修饰以及电解液改善的条件下,P2-型锰酸钠的循环稳定性可以从数十个循环提高到3000个循环(960 mA g-1,容量保持率83%);低电流密度下(24 mA g-1,~0.2 C),100个循环内容量无明显衰减。SEM、XRD和TEM的结果表明,锰酸钠经过水处理后,转变为了开放式的页岩(Shale-like)结构。该页岩结构的锰酸钠材料对潮湿环境的容忍度极高,可以直接存放在潮湿环境中,且在充放电过程中表现出了接近零应变的结构特征。相关研究成果以“Engineering Na+-layer spacings to stabilize Mn-based layered cathodes for sodium-ion batteries”为题发表在Nature Communications上。
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25074-9

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《储能科学与技术·氢能与燃料电池专刊》郑丽娜等:3D打印技术在固体氧化物燃料电池领域的研究进展
3D打印又称增材制造,是通过逐层打印来制造三维对象的过程,涉及机械、计算机、数控及材料等相关技术,被广泛应用于航空航天、生物医疗、电子、能源化工等行业。本文主要介绍了几种常用3D打印技术,重点阐述了其在固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极、阳极、电解质、电堆组件和电堆辅助系统制备中的应用。3D打印技术通过可控调节SOFC微观结构、比表面积和组分分布可提高SOFC单电池的电化学性能;通过一体化电堆支撑体结构设计有望改善电池堆内部传递行为,避免因大量接头和组装件的出现引起的材料性能不匹配问题,提高电池稳定性和寿命,简化和优化SOFC电堆制备工艺;3D打印在SOFC电堆辅助系统的设计和制备中也表现出独特的优势,在一体化制备电堆组件和电堆方面有很大潜力。本文还分析了目前3D打印技术在SOFC领域的技术挑战,并针对3D打印制备SOFC存在的问题和不足提出了建议,指出高分辨率微纳3D打印技术的研发,燃料电池浆料的创新与开发,以及混合式、多材料3D打印机的制造或将成为解决现有问题的重要方向。
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