谁才是新能源轿车的未来？
2019-09-12 11:02:42
不得不供认，近百年来，人类充分使用了巨大自然界的大方奉送——化石动力，也正是化石动力用超凡脱俗的能量密度点着了从工业文明到信息文明的燎原之火。以石油工业为依托的燃油车超卓地处理了续航路程、归纳功能、燃料加注、根底设备等实践问题，在技能日臻老练、本钱逐渐下降的一起也形成了强壮的途径确定。 新动力轿车若想与传统燃油车平起平坐甚至取而代之，恐怕不能仅靠方针的发布、民众认识的改变，动力电池技能的前进与开展相同至关重要。从铝空气电池、锂硫电池，到氢燃料电池、固态锂电池，再到现有惯例锂电池，各类动力电池技能道路之争一直是业内热议的论题。 咱们无妨既“仰视星空”又“兢兢业业”，从未来动身，把有或许取得逐鹿中原才干的动力电池技能按照中心原理进行一番“阅兵”。看看究竟哪种技能才是新动力轿车的未来？ 文 | 张亦弛 （清华大学动力互联网立异研讨院）抱负的铝空气电池车 假如说有什么还原剂能够在能量密度方面和碳氢化合物比美，那么咱们会不谋而合地将目光投向元素周期表的特定方位——那些“小而美”的生动金属；假如说有什么氧化剂很多、廉价、易得，那么空气简直是所有人心中的不贰之选。这便是身兼二者长处的金属空气电池，特别是以地壳中极其丰富的铝相关质料作为负极的铝空气电池，招引一批又一批研讨者全情投入的原因。 首要，成功的铝空气电池能够处理车辆续航问题。铝负极和空气正极的组合便是能量密度的最佳代言，“日行千里，夜走八百”理所应当。 其次，成功的铝空气电池能够处理车辆充能问题。选用替换负极方法的铝空气电池“机械充能”比较传统燃油车的燃油加注毫不逊色，简直和钢铁侠的能量块相同快捷敏捷。 再次，成功的铝空气电池根底设备易用易建。接近可再生动力资源中心的电解铝设备配上兴旺的货运网络，再加上堪比便利店的“机械充能”站，结合金属铝常温下的外表慵懒和铝氧化物的环境友爱、易收回特性，简直能够构建一个完美的动力交通网络闭环。 即便在全体能量循环功率方面不及锂电的充电桩、换电站，铝空气电池车仅凭仗上述三方面的优势就能“操控”动力与交通的未来。 但是，完成铝空气电池技能的运用存在适当大的技能难度，例如铝负极的腐蚀按捺、正极吸氧催化剂的研讨与规划等多重难题待解。毫不夸大地说，能跨过上述妨碍、完成铝空气电池交通运用的研讨者，肯定值得一个沉甸甸的诺贝尔奖。“开挂”的锂硫电池车 离别路程焦虑、不想换电只想充电、锂电的终极形状、毁誉参半的研讨热门……以上描绘都指向同一种技能，那便是锂硫电池技能。 让电池毫不逊色于油箱——成功的锂硫电池相同能够处理续航问题，这也是其概念在诞生之时就已具有的长处。 首要，成功的锂硫电池能让车辆离别充电的烦恼。当一辆电动车具有700公里的续航才干时，不仅对电网友爱，也给车主带来更好的运用体会。 其次，成功的锂硫电池可与惯例锂电车辆的根底设备通用，且凭仗其优异的续航路程更是淡化了对快充技能的需求。构建科学合理的输配电网络并合作峰谷价差、市场化电价，即可有用和谐车辆的充电行为，而依托高比例可再生动力更有助于大起伏的提高电动轿车的市场占有率。 不过，和铝空气电池相同，锂硫电池技能也充溢着不确定性。电极结构的明显改变、多硫化物的络绎效应、难于操控的副反应等问题，都在阻止着锂硫电池技能从实验室走向市场。 假如锂硫电池技能能尽早被实践运用证明或许证伪，无疑都是功德。假如不能，那就只能等候未来会有人“开挂”做到这一点了。 开荒的燃料电池车 丰田、本田两大日系车企，现代等韩系车企，迎头赶上的欧洲车企……立足于高压氢气的高能量密度和短加注时刻，以“电-氢-电”为能量途径的燃料电池车在拉风程度上一时无二。 丰田Mirai燃料电池车自推出以来现已完成了实验车约10万公里安全运转，等候它的将是20万公里或更长的续航路程应战。不过假如能为燃料电池调配适量的锂电，这种增程式燃料电池车或许会更靠谱。 在完善的规划条件下，燃料电池车的安全性其实不是问题——敞开环境下氢气敏捷向上散逸。再者，哪种续航路程长的车辆不是燃料包呢？ 更值得忧虑的问题应该是燃料电池电堆的寿数、对铂基催化剂的依靠导致的高本钱，还有“电-氢-电”能量转化途径的低效。和相同标准的锂电车比较，燃料电池车的本钱更高，一次动力消耗量根本处于对方2倍的水平。加之氢气、液氢均不太合适长距离运送和贮存，所以燃料电池车理论上并不会像铝空气电池车那样完成大规划的动力交通网络闭环。从可再生动力基地到特高压输电，再到城市规划的现场制氢或中短途运送氢则更为合理。此外，加氢站的建造简直适当于重整旗鼓，应战重重，且看现在全球的三百多座加氢站多久今后才干增加到一千座吧！应战的固态锂电车 将当时锂离子动力电池中的六氟磷酸锂基电解液替换成固态电解质，那么对应车辆的续航路程、安全性和环境友爱程度等都能够得到进一步的提高。能够说，固态锂电车是运用传统正极系统的锂电车的终极形状。除高校、研讨所之外，已有多家动力电池车工业链上的企业投入巨大精力进行有关技能研制。现在来看，固态锂电的技能老练度高于铝空气、锂硫电池，但比较于燃料电池则尚有不及。 比较于现有锂电车，固态锂电车的续航路程估计将有较大起伏的前进，尽管或许比不过传统燃油车辆，但可极大缓解路程焦虑问题。由于在倍率功能方面存在短板，所以固态锂电车的充电时刻较长。处理方案或许包含前述配电网络与定价机制、充换电协同系统等，因而并不会带来过多的额定根底设备担负（比较于大规划锂电车运用而言）。此外，将功率型惯例锂电和高能量密度固态锂电一起运用，也能够构建锂电车的“插电混动”系统。当然，功率型锂电的快充需求对现行电力系统的冲击（在规划总量较大、充电无序时）是有必要认真对待的。 为了完成固态锂电技能的推广运用，“电解质-电极”固态界面的行为、非高温环境下倍率功能的改善、不同批次电池的功能可重复性等问题都有待处理。固然处理方案充溢应战，但应战相同意味着更夸姣的或许。前瞻的前进锂电车 从未来开端，咱们一点点朝实际返程。 将现行锂离子电池的正负极在确保安全性的条件下向高镍三元资料、硅碳复合资料等高比容方向调整，优化电池标准，逐渐树立电池收回使用系统，结合整车渠道以电池为根底的从头规划和车身轻量化，并大力建造输配充换电智能根底设备等多重前瞻要素，咱们咱们能够看到，锂电车已有了适当程度的前进。 或许现在的锂电车还存在路程焦虑等许多问题，但随着根底设备的不断完善，可在适当程度上劝慰车主们焦虑的心里；或许现在的锂电车将在十年内筛选换新，但十年也被认为是可被承受的期限；或许现在的锂电车还在饱尝资源收回和环境保护方面的争议，但它至少能够做到让多数人消费得起，用得省心、安心。 归纳来看，未来十年内，职业将面对洗牌。洗牌往后，存活下来的锂电企业将登上视界规划之内的技能高地，让锂电车工业走向老练，并将我国甚至全球的新动力车保有量扩展至能够预见的适当比例。实际的惯例锂电车 就在面前，就在今日。 短少专属的电动轿车渠道、冬天尤甚的路程焦虑、仍显缺乏的根底设备、层出不穷的“骗补”事情、补助退坡后的阵痛、尚待证明的梯次使用和资源收回研讨……这些都是惯例锂电池车正在面对的烦恼。 它或许是小康之家的第二台车，也或许是摇号未果的无法挑选。 它或许是许多大城市削减污染的最优挑选，也背负着“电从煤来”、“搬运污染”的臭名。 它真的承担着“弯道超车”、改善环境情况的新兴工业期许，也有着功能短板较多、续航路程缺乏，特别是收回系统没有树立等许多坏处。 它需求改善的当地太多，但咱们总应该信任，路在脚下，脚比路长。结语 未来等候咱们的，或许是愿望中的年代——铝空气电池车、锂硫电池车都能得到广泛遍及，可再生动力在交通系统中的运用形成了真实的闭环，燃油车被完全筛选；也或许会是固态锂电、燃料电池和混合动力三大技能诸侯争霸的年代；再或许，或许会是一个不夸姣的年代——锂电池车的路程焦虑仍在，人们诉苦油价昂扬、动力电池收回成难题…… 未来取决于咱们的挑选，但不论如何，咱们都不该在燃油车年代止步不前。
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
为何石墨软，石墨烯“硬”？
2019-01-03 09:37:04
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
漫画简介石墨烯！
2019-03-08 09:05:26
石墨烯被称为“黑金”，又被称为“新材料之王”，是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料，极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。
石墨烯的制备上，多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用，单晶石墨烯工业组成办法仍未找到，因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体，一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点，也是推进职业开展的要害点。而在使用层面，未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。
石墨烯真神奇
2019-03-07 10:03:00
近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。
日前，在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上，石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视，成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处，能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。
人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代，下一个量子年代，石墨烯很或许锋芒毕露
和金刚石相同，石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是，因为原子结构不同，金刚石是地球上自然界最坚固的东西，石墨则成了最软的矿藏之一，常做成石墨棒和铅笔芯。
科学家介绍说，石墨烯是从石墨材料中剥离出来，只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲，石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过，留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。
这种只要一个原子厚度的二维材料，一向被以为是假定性的结构，无法独自安稳存在。直至2004年，两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯，证明了其可以独自存在，并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。
据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍，石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。
石墨烯的特色首先是薄，可谓现在世界上最薄的材料，只要一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起，石墨烯比金刚石更硬，透光率高达97.7%，是世界上最坚固又最薄的纳米材料。
一起，它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒，是光速的1/300，十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手，比最能导热的银还要强10倍。
石墨烯的特性，也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时，石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动，并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方，在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电，或许可以做成活络的传感器材等。
“人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代，正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。
未来电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢
因为石墨烯的奇特功能，加上制备简洁、研讨视角多维，其运用潜力巨大、适用职业广大，成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻，已获得了许多令人震慑的研讨效果，称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。
高明说，从材料化学视点看，石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚，约占全世界的75%，其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。
石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料，用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通，石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。
可以说，石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好，可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高，可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具，石墨烯导热膜可用于手机高效散热……
石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快，并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多，还无法存储足够多的电能。未来，跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进，电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢。
我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说，石墨烯的电子运转速度是硅的十倍，由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。
此外，科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发，正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕，仍是可以植入人体的可穿戴设备，都或许靠这样的石墨烯器材来完成。
高涛以为，即便在试验室条件下，石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战，真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合，不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破，发明更多更新更具颠覆性的运用，石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。
国内石墨烯研讨与国外底子同步，有望在不久的将来构成石墨烯工业
石墨烯一向是世界上的研讨热门，并在不断升温。近几年来，全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加，不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明，并且由此生宣布许多详细的研讨方向。
据了解，许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向，美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果，韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。
高涛说，整体来讲，世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡，一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程，给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。
高明以为，现在国内石墨烯研讨与国外底子同步，一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料，国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”，论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月，我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起，国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目，开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。
例如，清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨，开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。
受访专家指出，各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果，让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲，石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展，其限制要素或许说难点，首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间，高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理，还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了，但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了，颠覆性运用才会呈现。
不过科学家们也比较达观，近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。
新能源电池分类、优势及突破
2018-11-29 10:40:42
在过去的几年里，随着新能源汽车产销的快速增长，我国的动力电池产业有了长足的发展。新能源汽车的核心部件当属汽车动力电池，也就是新能源汽车的能量来源，直接决定了汽车的续航里程。中国动力电池市场以本土企业占主导，企业格局分层明显，按照技术水平和市场表现主要分为四个梯队，第一梯队企业比亚迪和宁德时代技术领先，规模效应导致成本下降明显，在竞争中占据绝对优势。三元电池和磷酸铁锂电池在乘用车和商用车领域都是主导应用，目前乘用车电池以三元为主，商用车电池以磷酸铁锂电池为主。新能源电池的分类一、铅酸电池铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。北京奥运会时，有20辆使用铅酸电池的电动汽车，为奥运会提供交通服务。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。二、镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但含有重金属，使用遗弃后对环境会造成污染。镍氢动力电池刚刚进入成熟期，是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系，现有混合动力电池99%的市场份额为 镍氢动力电池，商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球主要的汽车动力电池厂商主要有日本的PEVE和 Sanyo，PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85%的市场份额，目前主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和 EsTIma，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。在我国，长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经 在示范运行，他们采用的也都是镍氢电池，不过电池主要向国外采购，国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。三、锂电池传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/kg，是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是：安全性能和汽车动力电池的管理系统。安全性能方面，由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境 恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压是 12V或24V，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V，因此必须由多个电池串联而提高电压，但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多 个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作， 甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。四、磷酸铁锂电池 磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。比亚迪提出的“铁电池”，业界人士认为其为磷酸铁锂电池的可能性较大。五、燃料电池简单地说，燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢 气送到负极，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极 的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质)，在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获 得，只要不断给负极供应氢，并及时把水(蒸汽)带走，燃料电池就可以不断地提供电能。因为燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。新能源汽车电池突破 “在过去一年里，电动汽车产业正在向高质量发展转型，形势很喜人。”1月7日，在中国电动汽车百人会召开钓鱼台论坛前夕，中国电动汽车百人会理事长陈清泰在接受21世纪经济报道记者采访时表示。高质量发展转变的主要表现为：正向开发几乎完全取代了逆向开发、创新能力持续提高、整体技术水平上了一个很大的台阶;电动汽车在用户和市场上的接受程度迅速提高;主要产品从中低档转向了中高档，部分已经提出要瞄准高档车、豪华品牌。同时，当全球主要汽车企业争先恐后地公布向电动车转型时，我国电动汽车的产业体系在逐渐完善，主要零部件特别是动力电池方面，始终保持国际一流的水平，主要零部件水平、配套能力提升很快。性价比将超燃油车 2017年，1-11月份我国新能源车累计销售60.9万辆，同比增长51.4%，距离完成70万辆的年度目标仅一步之遥。有专家预测，12月的销售数据还没有出来，不过2017年新能源汽车总销量可能超过80万辆。“电动汽车再往前发展要跨越一个临界点，就是电动车的性价比达到和超过燃油车，如果跨过了这个坎，电动车就可以依托市场力量自主发展了，现在还得靠政策、靠政府补贴。”陈清泰告诉记者，当财政补贴完全取消之后，双积分政策作为替代政策，新能源汽车积分比例将在2020年12%的基础上，继续上调。这个临界会出现在什么时候?陈清泰的判断是，大约在2025年前后。对此，陈清泰建议车企要在以下几个方面做好准备：首先是在财政补贴退坡之后，做好可持续发展的保障工作，另外电动车自身要通过轻量化、节能化提高性价比;其次，产品技术要双线作战，其中一条战线是完善汽车的行驶功能，另一条战线则是将智能网联和共享化应用到新能源汽车上;第三，自动驾驶是争夺未来的一个制高点;第四，在有限的时间要抓紧做品牌建设。同时，随着汽车产业与电动化、智能化、信息化等新技术的深度融合，我国涌现出了一大批新势力造车公司，从跟随到影响全球，中国汽车产业正在走出了一条由汽车大国迈向汽车强国的道路。“要在电动汽车上真正在全球站住脚，或者干出我们的特色，要是完全依赖电动化也是没戏的，很难比传统汽车做得更好。但是如果在网联化、智能化、共享出行等方面能够发力的话，完全有可能战胜，因为这是我们的强项。我非常希望互联网企业要大跨度进入电动车行业，要分享这块蛋糕，改变传统汽车的基因。”陈清泰说。不过，中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高强调，虽然电动汽车的核心技术通常来说是电池、电机、电控，然而对整车厂来说，它们更多地是做品牌、技术、营销服务的集成。相比传统汽车，这一点在电动车上体现尤为明显，而我国车企与国外车企差距更多的是表现在综合电耗上。“日产的新一代聆风，在欧洲工况下40度电跑300多公里，在日本工况下甚至可以跑到400公里，我们国家车企和他们的差距还是比较大的。”欧阳明高告诉记者。动力电池比能量突破很大 欧阳明高同时表示，2017年我国动力电池技术已经取得了实质性进展，动力电池系统能量密度已达到150瓦时/公斤甚至以上，锂离子动力电池单体比能量有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标。 2017年3月1日，工信部、发改委、科技部、财政部四部委印发的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》(以下简称“行动方案”)中提出了动力电池发展的主要目标，到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤;系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C充电能力。到2025年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500瓦时/公斤。“目前国内外技术研发基本处于同一水平，不过锂离子电池的核心是安全性。”欧阳明高表示，在新能源汽车专项研究方面，宁德时代新能源、天津力神、合肥国轩已经取得了较大的技术突破。 据了解，宁德时代动力电池单体能量密度已经达到304瓦时/公斤，循环寿命基本上在1000次左右，安全性检测全部通过;另外力神和国轩团队循环寿命和能量密度与目标要求相差无几。但我国动力电池技术发展并不均衡。欧阳明高告诉记者，当前我国动力电池研究具体可总结为四个方面：一是2020年300瓦时/公斤的单体比能量可实现产业化，但安全性要加强;二是作为实现远期目标的两类新体系，锂硫、锂空气电池方面，目前国内外进展相对缓慢，2017年没有看到突破性的进展;三是固态电池的研发产业化持续升温，但受到固/固界面稳定性和金属锂负极可充性两大问题的制约，真正的全固态锂金属负极电池还没有成熟，但是以无机硫化物作为固态电解质的锂离子电池出现突破;四是中国在高容量富锂正极材料方面，2017年取得了一些突破，基于高容量富锂正极和高容量硅碳负极的革新型锂离子电池比锂硫和锂空电池更具可行性。据此判断，2020年，我国动力电池单体能量密度将实现300瓦时/公斤、比功率达1000瓦时/公斤，循环1000次以上，成本0.8元/瓦时以内;2020-2025年，动力电池单体能量密度从300瓦时/公斤可以提升至400瓦时/公斤，每瓦时成本从0.8元降到0.6元以内。“2025年，具备一般性价比的纯电动轿车合理的里程是300-400公里。但2030年，最大的技术突破将体现在电解质上，固态电池会规模产业化，电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤。2030年，常规的性价比车型，续航里程应该可以达到500公里以上。”欧阳明高称。汽车电池技术最新突破 前不久美国菲斯科汽车发布的一则专利消息引起了全世界的瞩目，它所研发一种固态电池，能仅用1分钟的充电时间，将电动汽车的续航能力提升到804公里，并且能在2020年通过材料和制造技术的进展将成本降到常规锂电池的三分之一。固态电池也由此进入大多数人的视野，其实从原理上说和目前的液态锂电池是一样的，最大的区别就是电解液变成了固态，凭借密度、结构优势将更多带电离子聚集在一端，可以传导更大的电流，电池容量因此大幅度提升。固态电池最显著的特点有两个，一是能量密度大，很多实验室已经做到了300-400Wh/kg，这是传统锂电池的2.5-3倍，另外就是更安全，更大程度杜绝了电池破裂或高温等意外带来的燃烧隐患。当然固态电池也有缺点，就是电导率总体偏低、内阻较大、充电速度慢，至于美国菲斯科汽车如何做到充电1分钟，续航800公里，那是它的核心机密了， 总的来看，如果固态电池能真正低成本产业化面向市场，将彻底解决当前电动汽车普及的核心难题，新能源汽车将真正做到杀死汽油车。
新能源电池分类、优势及突破
2018-04-23 17:42:59
在过去的几年里，随着新能源汽车产销的快速增长，我国的动力电池产业有了长足的发展。新能源汽车的核心部件当属汽车动力电池，也就是新能源汽车的能量来源，直接决定了汽车的续航里程。中国动力电池市场以本土企业占主导，企业格局分层明显，按照技术水平和市场表现主要分为四个梯队，第一梯队企业比亚迪和宁德时代技术领先，规模效应导致成本下降明显，在竞争中占据绝对优势。三元电池和磷酸铁锂电池在乘用车和商用车领域都是主导应用，目前乘用车电池以三元为主，商用车电池以磷酸铁锂电池为主。新能源电池的分类一、铅酸电池铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。北京奥运会时，有20辆使用铅酸电池的电动汽车，为奥运会提供交通服务。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。二、镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但含有重金属，使用遗弃后对环境会造成污染。镍氢动力电池刚刚进入成熟期，是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系，现有混合动力电池99%的市场份额为 镍氢动力电池，商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球主要的汽车动力电池厂商主要有日本的PEVE和 Sanyo，PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85%的市场份额，目前主要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和 EsTIma，以及本田的Civic，Insight等均采用PEVE的镍氢动力电池组。在我国，长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经 在示范运行，他们采用的也都是镍氢电池，不过电池主要向国外采购，国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。三、锂电池传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。因为锂离子动力电池有以下优点：工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍);比能量大(可达165WH/kg，是氢镍电池的3倍);体积小;质量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。而国内汽车制造商比亚迪、吉利、奇瑞、力帆、中兴等车企也纷纷在自己的混合动力和纯电动汽车中搭载动力锂电池。目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是：安全性能和汽车动力电池的管理系统。安全性能方面，由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境 恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于汽车动力电池的工作电压是 12V或24V，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V，因此必须由多个电池串联而提高电压，但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多 个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作， 甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。四、磷酸铁锂电池 磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。比亚迪提出的“铁电池”，业界人士认为其为磷酸铁锂电池的可能性较大。五、燃料电池简单地说，燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢 气送到负极，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极 的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质)，在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获 得，只要不断给负极供应氢，并及时把水(蒸汽)带走，燃料电池就可以不断地提供电能。因为燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。新能源汽车电池突破 “在过去一年里，电动汽车产业正在向高质量发展转型，形势很喜人。”1月7日，在中国电动汽车百人会召开钓鱼台论坛前夕，中国电动汽车百人会理事长陈清泰在接受21世纪经济报道记者采访时表示。高质量发展转变的主要表现为：正向开发几乎完全取代了逆向开发、创新能力持续提高、整体技术水平上了一个很大的台阶;电动汽车在用户和市场上的接受程度迅速提高;主要产品从中低档转向了中高档，部分已经提出要瞄准高档车、豪华品牌。同时，当全球主要汽车企业争先恐后地公布向电动车转型时，我国电动汽车的产业体系在逐渐完善，主要零部件特别是动力电池方面，始终保持国际一流的水平，主要零部件水平、配套能力提升很快。性价比将超燃油车 2017年，1-11月份我国新能源车累计销售60.9万辆，同比增长51.4%，距离完成70万辆的年度目标仅一步之遥。有专家预测，12月的销售数据还没有出来，不过2017年新能源汽车总销量可能超过80万辆。“电动汽车再往前发展要跨越一个临界点，就是电动车的性价比达到和超过燃油车，如果跨过了这个坎，电动车就可以依托市场力量自主发展了，现在还得靠政策、靠政府补贴。”陈清泰告诉记者，当财政补贴完全取消之后，双积分政策作为替代政策，新能源汽车积分比例将在2020年12%的基础上，继续上调。这个临界会出现在什么时候?陈清泰的判断是，大约在2025年前后。对此，陈清泰建议车企要在以下几个方面做好准备：首先是在财政补贴退坡之后，做好可持续发展的保障工作，另外电动车自身要通过轻量化、节能化提高性价比;其次，产品技术要双线作战，其中一条战线是完善汽车的行驶功能，另一条战线则是将智能网联和共享化应用到新能源汽车上;第三，自动驾驶是争夺未来的一个制高点;第四，在有限的时间要抓紧做品牌建设。同时，随着汽车产业与电动化、智能化、信息化等新技术的深度融合，我国涌现出了一大批新势力造车公司，从跟随到影响全球，中国汽车产业正在走出了一条由汽车大国迈向汽车强国的道路。“要在电动汽车上真正在全球站住脚，或者干出我们的特色，要是完全依赖电动化也是没戏的，很难比传统汽车做得更好。但是如果在网联化、智能化、共享出行等方面能够发力的话，完全有可能战胜，因为这是我们的强项。我非常希望互联网企业要大跨度进入电动车行业，要分享这块蛋糕，改变传统汽车的基因。”陈清泰说。不过，中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高强调，虽然电动汽车的核心技术通常来说是电池、电机、电控，然而对整车厂来说，它们更多地是做品牌、技术、营销服务的集成。相比传统汽车，这一点在电动车上体现尤为明显，而我国车企与国外车企差距更多的是表现在综合电耗上。“日产的新一代聆风，在欧洲工况下40度电跑300多公里，在日本工况下甚至可以跑到400公里，我们国家车企和他们的差距还是比较大的。”欧阳明高告诉记者。动力电池比能量突破很大 欧阳明高同时表示，2017年我国动力电池技术已经取得了实质性进展，动力电池系统能量密度已达到150瓦时/公斤甚至以上，锂离子动力电池单体比能量有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标。 2017年3月1日，工信部、发改委、科技部、财政部四部委印发的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》(以下简称“行动方案”)中提出了动力电池发展的主要目标，到2020年，新型锂离子动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤;系统比能量力争达到260瓦时/公斤、成本降至1元/瓦时以下，使用环境达-30℃到55℃，可具备3C充电能力。到2025年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500瓦时/公斤。“目前国内外技术研发基本处于同一水平，不过锂离子电池的核心是安全性。”欧阳明高表示，在新能源汽车专项研究方面，宁德时代新能源、天津力神、合肥国轩已经取得了较大的技术突破。 据了解，宁德时代动力电池单体能量密度已经达到304瓦时/公斤，循环寿命基本上在1000次左右，安全性检测全部通过;另外力神和国轩团队循环寿命和能量密度与目标要求相差无几。但我国动力电池技术发展并不均衡。欧阳明高告诉记者，当前我国动力电池研究具体可总结为四个方面：一是2020年300瓦时/公斤的单体比能量可实现产业化，但安全性要加强;二是作为实现远期目标的两类新体系，锂硫、锂空气电池方面，目前国内外进展相对缓慢，2017年没有看到突破性的进展;三是固态电池的研发产业化持续升温，但受到固/固界面稳定性和金属锂负极可充性两大问题的制约，真正的全固态锂金属负极电池还没有成熟，但是以无机硫化物作为固态电解质的锂离子电池出现突破;四是中国在高容量富锂正极材料方面，2017年取得了一些突破，基于高容量富锂正极和高容量硅碳负极的革新型锂离子电池比锂硫和锂空电池更具可行性。据此判断，2020年，我国动力电池单体能量密度将实现300瓦时/公斤、比功率达1000瓦时/公斤，循环1000次以上，成本0.8元/瓦时以内;2020-2025年，动力电池单体能量密度从300瓦时/公斤可以提升至400瓦时/公斤，每瓦时成本从0.8元降到0.6元以内。“2025年，具备一般性价比的纯电动轿车合理的里程是300-400公里。但2030年，最大的技术突破将体现在电解质上，固态电池会规模产业化，电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤。2030年，常规的性价比车型，续航里程应该可以达到500公里以上。”欧阳明高称。汽车电池技术最新突破 前不久美国菲斯科汽车发布的一则专利消息引起了全世界的瞩目，它所研发一种固态电池，能仅用1分钟的充电时间，将电动汽车的续航能力提升到804公里，并且能在2020年通过材料和制造技术的进展将成本降到常规锂电池的三分之一。固态电池也由此进入大多数人的视野，其实从原理上说和目前的液态锂电池是一样的，最大的区别就是电解液变成了固态，凭借密度、结构优势将更多带电离子聚集在一端，可以传导更大的电流，电池容量因此大幅度提升。固态电池最显著的特点有两个，一是能量密度大，很多实验室已经做到了300-400Wh/kg，这是传统锂电池的2.5-3倍，另外就是更安全，更大程度杜绝了电池破裂或高温等意外带来的燃烧隐患。当然固态电池也有缺点，就是电导率总体偏低、内阻较大、充电速度慢，至于美国菲斯科汽车如何做到充电1分钟，续航800公里，那是它的核心机密了， 总的来看，如果固态电池能真正低成本产业化面向市场，将彻底解决当前电动汽车普及的核心难题，新能源汽车将真正做到杀死汽油车。
石墨烯基础科研现状
2019-01-04 09:45:43
石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段，随后即进入快速成长阶段;从2008年开始，尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后，关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。
下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。
一、专利分布
目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究，其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看，2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个，可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。
从石墨烯专利申请国别分布来看，2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国，其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面，欧盟排名第一，2013年共发表了7800篇论文;就国别而论，依然是中国排名第一，共发表了6649篇论文。
总体而言，目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是，从研究深度和创新性而言，非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布
从事石墨烯研究的机构比较广泛，包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作，例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。
从研究机构专利数量口径看，在前十名中，有4家机构来自韩国，4家来自中国，2家来自美国。并且，6家机构都是科研院所或独立科研机构，4家为企业。其中，专利数量最多的是韩国三星电子，其专利申请数量为210个，占全球总量的7.3%，其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布
从石墨烯研究领域分布看，全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。
中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域，发现研究热点分布于：(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用，而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。
四、最新研究成果
在石墨烯制备方面，最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上，目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯，但是这两种方法各有优劣。
在石墨烯应用方面，最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。
在众多最新研究成果中，属于中国研究机构的成果依然稀少，印证了前文中我们提到的，虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先，但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。
新能源价值凸显 碳化硅微粉产业能走多远
2019-01-03 09:36:42
碳化硅微粉广泛应用于耐火材料、耐磨地坪、泡沫陶瓷、特种涂料、耐腐油漆、脱流环保等行业，同时碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料，碳化硅微粉亦是太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业的工程性加工材料。
目前国内碳化硅微粉主要为黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉。碳化硅微粉主要标准有：国标、日标、欧标。市场上主要以国标和日标为主流，出口则以日标为主。
光伏等产业的发展提升碳化硅微粉需求量的不断增加
今年上半年，中国共出口了1064,2220吨碳化硅，占出口配额总量的49%。与去年同期相比，今年的出口量增长129%。中国碳化硅出口量居前五位的国家和地区是日本、美国、中国台湾、韩国和泰国，出口量分别为39,6683吨、35,2281吨、101662吨、97104吨和1,7594吨。
受日本光伏市场急剧扩张的带动，日本主要太阳能晶片制造商增加了绿碳化硅微粉的消耗量，所以绿碳化硅进口量较去年同期有约100%的增长率。同时，由于日本钢铁市场从去年第四季度开始复苏，目前基本达到满负荷生产，日本买家采购冶金级和耐火级碳化硅的数量也呈上涨态势。
中国台湾地区电子科技产业和太阳能光伏产业受益于大陆光伏企业和LED电视订单的大幅增加，对半导体切割料和光伏切割料的需求在亚太地区处于首位，所以今年上半年，台湾进口大陆绿碳化硅微粉量明显增加，是去年的2.77倍。
2011年光伏行业迅猛发展，碳化硅微粉作为光伏切割的主要材料，需求大量增加，由于需求，以及成本的因素影响碳化硅微粉的价格也是一路上涨。
产量急剧增长给粉磨机和振动筛行业带来商机
目前国内主要公司采用干法、湿法、干湿相结合的方法生产碳化硅微粉,以适用于不同产品的不同需求。
碳化硅微粉的生产工艺过程：(1)取碳化硅原料，经破碎机中碎，并筛分至不大于5mm的碳化硅颗粒，再用整形机对其进行整形至不大于2mm的碳化硅颗粒，且其中椭圆形颗粒占80%以上，再对其进行酸洗除杂，干燥;(2)将上述干燥后的碳化硅颗粒用磨粉机粉碎成d50=9.5-11.5μm的碳化硅粉，粉碎时，磨粉机主机电流设定为65-75A，风机流量设定为40-50m3/min，分析机转速为400--600转/分;(3)然后用涡流式气流分级机对碳化硅粉进行分级，分级时，涡流式气流分级机的风机流量为25-43m3/min，分级轮转速为2600--3300转/分，从分级口分出粒度ds94=6.5-5.5μm的成品A，旋风口分出ds94≤5.5μm的半成品;(4)将涡流式气流分级机旋风口分出的半成品用叶轮式气流分级机再进行二次分级，分级时，叶轮式气流分级机的风机流量为25-10m3/min，分级轮转速为1300--1700转/分，从分级口分出粒度为ds94=4.5-3.0μm的成品B，旋风口则分出副产品。
正是由于碳化硅微粉生产工艺的特点，因此，在碳化硅微粉需求不断提升将会给粉磨机和振动筛行业带来巨大的发展机会。
碳化硅微粉产业发展前景
近年来，碳化硅微粉的市场需求及总体产量都急剧增长，越来越多万吨以上的新项目陆续投产或开始建设，但在碳化硅微粉烘干过程中，仍然存在着重污染、高能耗、劳动强度高等问题，影响着行业的规模化发展。技术薄弱仍是影响碳化硅微粉产业发展的一大毒瘤，为此，作为碳化硅微粉产业链上游的粉碎和烘干设备等加工企业应清醒的认识到这一点，产业的高速发展，需要多种因素来实现。
政策导向：
碳化硅微粉生产企业应时刻注意国家政策动向，现在国家将一些稀土、萤石等粉体产品已经列入到了配额制度当中，作为光伏产业不可或缺的碳化硅微粉来说，国家对其进出口贸易是否也存在着限制出口等问题，相关企业应时刻注意国家政策这个风向标。
技术实力：
日本是碳化硅微粉使用大国，在很多领域都需要碳化硅微粉，而且质量相对要求较高，日本在生产碳化硅微粉方面，技术实力雄厚，质量较好。我国出口到日本的碳化硅微粉对一些高要求的应用方面还存在着质量上的不足，因此，提高自身的技术，对我国碳化硅微粉产业的发展有着重要的作用。
盯紧市场动向：
随着近年来我国光伏产业的发展，我国市场对于碳化硅微粉的需求量每年都在递增，因此这段时间可谓我国碳化硅微粉行业的黄金时代。伴随着市场需求的迅猛增长，也催生了一批具有一定规模的微粉加工项目和碳化硅冶炼项目的诞生和发展，国内碳化硅微粉市场大有可为。
环保意识提升产业发展：
因为现在世界发展的趋势是节能环保，所以光伏发电行业是一个市场潜力巨大的行业，而碳化硅微粉是光伏企业生产加工不可缺少的主要原料之一，因此伴随着光伏发电行业的发展，碳化硅微粉企业会再次迎来发展的机遇。
电池铝托盘在新能源汽车中的应用
2019-01-08 13:40:10
汽车行业迅猛发展，但能源问题日益紧迫，汽车带来的环境问题也备受关注。发展新能源汽车产业是缓解能源危机、降低温室气体排放、减少环境污染的有途径，目前，新能源汽车已成为汽车工业变革的重要方向。
随着新能源汽车在家庭用车、公务用车和公交客车、出租车、物流用车等领域的大量普及，据资料显示，2020年中国新能源汽车的年销量，将达到汽车市场需求总量的5%以上，将初步建成以市场为导向、企业为主体、产学研用紧密结合的新能源汽车产业体系。2025年增至20%左右，形成自主可控完整的产业链，在国家碳排放总量目标和一次能源替代目录需求下，2030年新能源汽车年销量占比将继续大幅提高，规模超过千万辆。
实施新能源汽车战略，我国起步并不晚，早在2001年就把发展新能源汽车列入“十五”期间的“863”重大科技课题。近几年，各级政府为推动新能源汽车消费，还实行了购车补贴和上牌优先等政策。新能源汽车的需求和发展，将带动新能源时代下的各类汽车电池、车身轻量化以及汽车零部件等产业的发展，同时也给中国的铝工业带来了无限广阔的市场契机。
新能源汽车与传统汽车不同，是采用电池作为动力来驱动汽车运行，其受动力电池重量、动力电池续航里程的制约以及汽车节能减排政策的高压，在车辆设计和材料应用上，其车体轻量化成为车企首先要考虑的问题。因此，电池驱动的新能源汽车比传统汽车更迫切需要车身减重。这也为铝等轻质材料开拓了更加广阔的市场空间。
在汽车轻量化材料中，铝合金材料综合性价比要高于钢、镁、塑料和复合材料，无论应用技术还是运行安全性及循环再生利用都具有比较优势。铝材料的密度只有钢材的1/3，其减重和节能效果明显，且在保证安全的前提下能更好的提升乘坐舒适性。同时，铝材料更加易于回收循环利用。铝材的综合性价比优势，决定了其成为汽车轻量化应用的选择。
铝在新能源汽车零部件的应用件主要有车身、轮毂、底盘、防撞梁、地板、动力电池和座椅等。按照加工形式分类，汽车用铝主要分为压铸、挤压和压延三种形态，其中压铸件用量占比80%左右，挤压件和压延件各占10%左右。压铸件主要用于发动机、车轮等部位，挤压件主要用于座架、行李架、门梁等，而压延件主要是生产车身用铝板等。
其中，车身包括用高性能铝型材制作的车身骨架和用高精铝板制作的蒙皮及车门；铝合金轮毂（铸造铝轮毂或锻造铝轮毂）；底盘包括高强度大截面铝型材结构件和铝合金锻件；用型材制作的防撞梁保险杠；新能源客车地板；锂离子电池包括电池正极铝箔、电池铝壳和电池铝托盘（欧美电池托盘全部为铝合金材质，国内电池托盘既有铝合金材质，也有不锈钢材质）；新能源客车座椅系统等。
以前新能源汽车多采用钢材料制作电动汽车动力电池托盘，现在很多企业都以铝合金材料为主。铝合金的密度为2.7g/cm³，无论在压缩还是焊接等方面，铝合金材质优势明显。而镁合金的密度为1.8g/cm³，碳纤维是1.5g/cm³，这些材料用来生产电池托盘，将可以极大地提高新能源汽车的轻量化水平。
据了解，电池铝托盘主要采用6系铝型材。良好的塑性和优良的耐蚀性，特别是无应力腐蚀开裂倾向，焊接性能好，使得6系铝型材极适于该项目的应用。为保障产品质量，需要采用搅拌摩擦焊接等先进焊接技术，保障产品一体成型。新能源汽车用铝量要多于普通汽车，中国新能源汽车的高速发展，必将促进铝材在新能源汽车这一细分市场的发展潜力，而铝加工企业抓住这一发展良机，研发出高性能、适用性强的铝材或深加工铝部件，无疑又给企业在新能源汽车多样化的应用需求上开拓了新的销售导向。
曹源石墨烯
