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石墨烯锂电池研制成功
石墨烯锂电池研制成功
宁波材料所研制成功低成本生物基石墨烯制备方法
2019-01-04 17:20:24
导读从产品的宏观形态和层数来看，石墨烯产品可以分为寡层石墨烯微粉和大面积单层石墨烯。前者主要利用化学氧化还原法或者机械剥离法进行制备，潜在的应用领域为复合材料、导电油墨、传感器以及电池电极等。后者主要通过化学气相沉积法获得，潜在的应用领域为透明触摸屏等。当前，两类产品都展开了竞争激烈的工业化研究，而在寡层石墨烯微粉领域的竞争尤为白热化。但是目前高昂的价格严重限制了石墨烯的应用，开发低成本高品质的石墨烯是当前研究的焦点。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所在石墨烯制备和应用技术研究中取得了系列进展。2012年刘兆平团队的“石墨烯制备技术”成功实现转移。该方法是以石墨为原材料，通过化学方法制备。该技术的研制成功对石墨烯制备和应用的发展具有一定的推动作用。近年来，“生物基合成材料”在国际上迅速发展成一个前景诱人的新兴领域，宁波材料所朱锦团队在国内较早开展了“生物基高分子 材料”研究，开发了大豆基无醛胶和耐热聚乳酸产品，并成功实现工业化和市场化。
在此基础上，该团队研究发现以木质素、纤维素等廉价生物质碳源为原材料，成功制备出高纯度高品质生物基石墨烯，而且成本较传统石墨剥离法路线大幅度降低。已申请中国专利两项（CN 201310721586.6和CN 201410071766.9），更多的新专利也在申请中。生物基石墨烯的宏观状态为蓬松的黑色粉末（如图1a和1b所示）。在图1c中，生物基石墨烯在透射电镜TEM的观测下，呈现寡层石墨烯独有的半透明现象。据多样品统计，其典型的二维平面大小在0.5-2μm之间。此外，经气体吸附BET法实验的测定，该产品的比表面积在400-1000 m2/g范围。在图1d的拉曼光谱中，生物基石墨烯显示了较低的ID/IG峰比值，说明产品的石墨化程度较高，缺陷较少。此外，在2700cm-1附近发现了尖锐的2D峰，说明石墨烯微粉的平均层数较少。以上实验证据均说明生物基石墨烯的质量很好。利用宁波材料所余海斌团队独有的分散技术，生物基石墨烯对涂料的防腐性能有显著提高（如图2所示）。图2 含生物基石墨烯中间漆的防腐结果生物基石墨烯的出现，打破了生产石墨烯产品必须以石墨或石化资源为碳源的现状，实现了石墨烯产品原材料的可持续性发展。而这种原材料上的创新还带来了诸多的制备技术创新，工艺创新，从而使石墨烯的价格由数千元一公斤，下降到数百元一公斤以下。总体来说，低成本生物基石墨烯产品的出现，为石墨烯产业开辟了新的生产方式，打开了广阔的应用前景。
玻璃的形态？“透明铝”研制成功
2019-03-04 10:21:10
钢化玻璃现已是人类日子中必不可少的部分，大至建筑物和车辆的门窗，小到智能电子设备的屏幕盖板，钢化玻璃都随处可见。而其间英国康宁公司的“大猩猩”系列玻璃更是其间的佼佼者。但是在不久的将来，或许这只“大猩猩”就要“下岗”了，由于科学家现已宣告根据金属铝制作而成的通明铝现已研制成功。 铝自身是一种极不通明的物质，能用铝制成一种通明的玻璃状物体，不由让人感叹现代科技的强壮。通明铝实质其实是一种铝镁合金，主要由铝酸镁构成。据通明铝发明者，美国海军研讨实验室的JasSanghera博士介绍，这种通明铝的制作方法并没幻想中的困难，只要在真空环境中以正确的方法对末进行高压揉捏，将空气挤出，较终就能得到这样通明的铝合金。 Sanghera博士将这种新式材料描绘为“一种铝酸镁矿藏”，要比普通的玻璃更巩固强度更高。在特殊的环境中，它能够供给更大的维护，抵挡沙子和雨水的侵袭。因此极为合适用于建筑外围幕墙，轿车车窗玻璃，以及头戴面具等范畴。他还进一步描绘了这种物质的详细制作进程，而且以为该种材料在进一步通过抛光处理之后能够用于防弹玻璃等用途中。 现在这种“通明铝”的制作本钱还适当高，间隔真实的实用化恐怕仍是有必定的间隔。但其实，如今盛行的各种钢化玻璃，前期的本钱也是居高不下的。信任假以时日，科学家必定能找到较优的解决方法，令这种通明铝提前遍及。假如发展顺畅，人们或许还能看到这种新式“玻璃”用于手机，智能穿戴设备等范畴上。
玻璃的形态？透明铝研制成功
2019-03-04 11:11:26
钢化玻璃现已是人类日子中必不可少的部分，大至建筑物和车辆的门窗，小到智能电子设备的屏幕盖板，钢化玻璃都随处可见。而其间英国康宁公司的“大猩猩”系列玻璃更是其间的佼佼者。但是在不久的将来，或许这只“大猩猩”就要“下岗”了，由于科学家现已宣告根据金属铝制作而成的通明铝现已研制成功。
铝自身是一种极不通明的物质，能用铝制成一种通明的玻璃状物体，不由让人感叹现代科技的强壮。通明铝实质其实是一种铝镁合金，主要由铝酸镁构成。据通明铝发明者，美国海军研讨实验室的JasSanghera博士介绍，这种通明铝的制作方法并没幻想中的困难，只要在真空环境中以正确的方法对末进行高压揉捏，将空气挤出，较终就能得到这样通明的铝合金。
Sanghera博士将这种新式材料描绘为“一种铝酸镁矿藏”，要比普通的玻璃更巩固强度更高。在特殊的环境中，它能够供给更大的维护，抵挡沙子和雨水的侵袭。因此极为合适用于建筑外围幕墙，轿车车窗玻璃，以及头戴面具等范畴。他还进一步描绘了这种物质的详细制作进程，而且以为该种材料在进一步通过抛光处理之后能够用于防弹玻璃等用途中。
现在这种“通明铝”的制作本钱还适当高，间隔真实的实用化恐怕仍是有必定的间隔。但其实，如今盛行的各种钢化玻璃，前期的本钱也是居高不下的。信任假以时日，科学家必定能找到较优的解决方法，令这种通明铝提前遍及。假如发展顺畅，人们或许还能看到这种新式“玻璃”用于手机，智能穿戴设备等范畴上。
抚顺铝厂研制成功铝屑挤压机
2019-01-16 11:51:40
辽宁省政府网站2006年5月8日报道：近日，抚顺铝厂靠前电解铝厂自行研制成功铝屑挤压机，不仅解决了长期以来铝屑无法有效利用且烧损率高造成浪费问题，而且每年多回收原铝14吨，增收20余万元。
抚顺铝厂靠前电解铝厂每年加工棒材产生的铝屑达40余吨，以前都是将铝屑直接加入混合炉或电解槽，烧损率达50%左右，造成了很大的浪费。铝屑挤压机研制成功后，挤压机将铝屑挤压成块后加入炉内熔化，使烧损率大大降低，仅为15%，既增加了经济效益，又方便了职工操作。
新型铝塑复合管材生产线研制成功
2019-02-27 16:03:57
新式铝塑复合管材出产线研发成功山东青岛绿华塑料机械有限公司，引入吸收国外先进出产技能研发出产的新式一步法对接氩弧焊铝塑复合管材出产线，现在获得成功。 该出产线突破了普通铝塑复合管出产线的一些技能盲区，彻底可代替进口设备，经有关部门检测，该设备出产的环保型铝塑复合管材各项技能指标均到达行业标准要求，市场前景宽广。 据了解，近年来因为传统镀锌管易于锈蚀形成对水质的二次污染，也因为镀锌管出产过程中热镀锌对大气和水质形成污染，国家制止出产和运用镀锌管。 这给国内纷繁上马的铝塑复合管设备出产供应商带来商机，但有关部门经过对铝塑管市场调查发现，搭接焊接强度低、易爆裂、内壁不圆，两步法对接焊铝塑管内塑管易胶层等问题尤为杰出。 为彻底解决这些问题，满意用户需求，绿华公司加大了科技开发力度，使用不到半年的时刻研发成功了环保型GY14/63共挤一步法铝塑复合管材出产线。 该出产线采用了一种国家"863"科技成果，集对接焊与搭接焊两种出产工艺的长处为一体与普通铝塑复合管出产线比较具有显着的功能优势。 具体表现在：1.表里胶、塑及铝带成型组织由一个料道板衔接两个共挤机头组成；2.高台挤出机别离完结内塑、外塑及热融胶挤出使命；3.料道板内规划了表里塑及表里胶分流组织；4.出产线大大缩短，由一般的50米，缩短到30米，减少了装机容量，降低了能源消耗；5.塑料与热融胶在口模、芯模内分层汇总，完成了真实共挤；6.该出产线出产的铝塑复合管能够确保表里壁厚的自在调理；7.在线涡流探伤代替了逐根水密实验，既确保了检测精度，又提高了成品率。 用该出产线出产出的铝塑复合管还具有耐腐蚀、耐高压、耐寒热，且保温隔热、清洁无毒、卫生安全、管壁滑润、无渗漏，可广泛用于楼层上水管道，冷热饮用水管道、燃气管道、医用输氧管道、太阳能设备等范畴。来历：中息网
废铝箔的回收再生技术在包头研制成功
2019-01-15 09:51:35
近日，废铝箔回收再生技术在内蒙古包头市研制成功。这一技术将使废铝铂带来的环境污染问题得到缓解。 铝箔复合纸广泛用于卷烟厂、食品饮料厂、制药厂等众多行业的产品包装，且用量在逐年高速递增，其边角废料也随之增加。由于铝与纸粘在一起，不能用来炼铝，也不能造纸，而被废弃焚烧，既污染环境又浪费资源。 内蒙古包头市化工研究所新近研制出“干性一步法”废铝箔纸分离回收技术设备，并建立回收厂，每吨废铝箔纸可收回铝300千克，优质干纸浆600千克，经有关部门鉴定，铝可达国标二级，纸浆可造高档纸巾。该成果已获得国家专利局正式授予专利权。
方大集团在国内率先研制成功太阳能光电幕墙
2019-01-08 13:40:03
方大集团在国内率先研制成功太阳能光电幕墙江西方大新型铝业有限公司我国在建筑幕墙领域的一项重要科研成果得到应用，在日前召开的方大集团节能幕墙技术研讨会上，方大集团展示了一系列自主研制开发的新型节能环保幕墙产品，国内首幢光电幕墙工程的诞生引起了与会专家、学者的关注。位于深圳高新技术产业园区的方大集团科技中心大厦工程采用的光电幕墙有效面积93.8平方米，设计峰值发电功率10.3千瓦，建筑标高97米，是我国靠前幢光电幕墙建筑。我国知名建筑大师周庆琳、李铭陶等参加了此次研讨会。与会的还有深圳市科技局、经贸局的有关领导和中国建筑设计研究院、北京市建筑设计研究院、深圳市节能协会、深圳市建材协会、深圳市建筑设计总院等有关专家。与会专家听取了方大节能幕墙技术报告，并实地考察了方大集团的太阳能光电幕墙工程。方大集团在节能环保建材领域取得的显著成果得到了与会专家的一致好评。方大集团近年来致力于节能环保绿色建材的研制开发工作，先后推出了各类新型节能幕墙产品20余项。该公司在2000年承建的国家会计学院幕墙工程中就在国内首次推出了双层幕墙产品，该产品经过国家建筑质量监督检测中心现场检测，隔热性能达到了1.0W/m2K，大大优于传统幕墙，节能效果十分显著。近年来，方大集团跟踪国际幕墙行业发展方向，积极开展太阳能光电幕墙研制工作，先后与上海交通大学、台湾东城科技、德国Solarnova公司等国内外科研机构、企业合作，成功开发出了拥有自主知识产权的太阳能光电幕墙产品，并在方大集团科技中心大厦中首次应用。太阳能光电幕墙集合了光伏发电技术和幕墙技术，是一种高科技产品，代表着国际上建筑光伏一体化技术的较新发展方向。它充分利用建筑物的表面和空间，把传统幕墙试图屏蔽在建筑物外的太阳能转化成对人们有益的电能，节省了对地球珍贵化石类能源的消耗，降低了对环境的污染，同时为现代建筑提供一种新的美学装饰效果。光电幕墙正以全新的绿色建材姿态，迅速的在发达国家推广开来。建筑大师、2008年北京奥运会场馆规划负责人李铭陶在研讨会上介绍，借鉴2000年悉尼奥运会的经验，太阳能发电在2008年的北京奥运会上将得到大面积应用，而以光电幕墙为代表的建筑光伏一体化技术以其优异的性能，必将大放异彩。
石墨烯基锂电池有了新突破
2019-03-08 09:05:26
深圳市来历新材料科技有限公司、秦皇岛市太极环纳米制品有限公司选用智能制作新技能，干法机械剥离石墨烯。并以机械石墨烯为首要新材料制成正极，以涂层金属锂为负极，组成锂烯电池，通过一千屡次循环，成果证明，比容量初始最高可达1800mAh/g，100次时稳定在1200mAh/g以上，约等于一般锂电池的4~5倍，至200次时稳定在1100mAh/g，400次一向到600次也一向稳定在1000mAh/g以上，至700至800次，都是在900mAh/g以上，至1100次时，也还有700mAh/g以上的比容量，也还比一般的锂电池高出两三倍。是行业界石墨烯基锂电池研制以来最好的数据。
“千呼万唤始出来”的石墨烯锂电池，是怎么面世的呢?原因是中国人自己的一个科学发现导致了一个范畴的技能。这就是落地发作的多边应力连动的二次加力，这一力学原理带来了智能制作的创意，发作了Gpa级的超高能冲击式球磨纳米技能，见图2，原因是选用原创的干法机械剥离石墨烯(以下简称机械烯)技能。
干法机械烯的特点是：石墨层间的碱金属不丢失、密度大、表面缺点多、与金属片可衔接成千层饼结构，多层层叠后微孔大增，所以容量高、效率高、寿命长。从图能够看出石墨烯的层厚散布在0.224-0.952纳米之间，其间40%微片进入量子点尺度，石墨烯外观体现极不规矩。
最大的长处是高性价比。大型机可宏量出产，出产成本仅几毛钱1克，使石墨烯天价落地。
锂烯电池是以石墨烯复合纳米材料制成正极，以涂层金属锂为负极，再运用陶瓷纤维隔阂，滴防燃爆电解液组成，涂层的锂片按捺了锂枝晶的成长，陶瓷纤维隔阂可防止意外的枝晶穿透、防燃爆电解液按捺了起火，爆破的意外发作。
以上是2016年研究成果，本年又有了明显发展，在比容量提升至2700mAh/g以上的一起，也感触到了锂烯电池的能量还有很大的上升空间。
新能源要害是新材料，谁能把握新材料，谁就能执锂电商场之盟主，而机械石墨烯及纳米合金新材料最急需是制备要害技能及要害设备的智能制作渠道。
石墨烯剥离机、纳米磨天磨及机械制备石墨烯全纳米材料电池的量产项目是彻底自主立异的新科学发现、新科学理念、新工艺、新技能、新要害制作设备，推翻人们观念的方法学打破，机器的力学规划合理，多边连动，动能巨大，又节约资源，可将石墨烯剥离，可宏量制作石墨烯，确保新材料的宏量。是配备制作与新能源纳米新材料聚合发力的制作渠道。
此外，咱们在秦皇岛一起启动了收回废物废品制成石墨烯负极，成本可低至几分钱1克，比容量是碳负极的两倍，是环保、新能源、新材料的好项目。希有志同路成为合作伙伴。
石墨烯+锂电池可行性有多大？
2019-01-03 09:36:39
众所周知石墨烯具有高导电性、高导热性、高比表面积、高强度和刚度等诸多优良特性，在储能、光电器件、化学催化等诸多领域获得了广泛的应用。
锂离子电池是迄今为止能量比最高的二次电池，但是应用于如新能源汽车时需要进一步提高其能量比。石墨烯的出现为锂离子电池高性能的突破带来了可能，从而为高容量、高倍率、长寿命的锂离子电池材料的研究掀起新一轮的研究热潮。
目前石墨烯在锂电池方面的研究主要分两块
一是在传统锂电池上进行应用，目的是改进、提升锂电池的性能，这类电池不会产生颠覆性的影响;
二是依据石墨烯制造一个新体系的电池，它是一个崭新系列的，在性能上是颠覆性的，称作“超级电池”。
石墨烯在正极材料中的应用
锂电池的正极材料例如常用LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4都是不良的电子导体，它们的电导率分别为10-4、10-6和10-9Scm-1。在目前现有的锂离子电池体系中，电池使用的正负极材料本身具有较低的离子与电子电导率，这是影响和限制锂电池充放电循环和倍率性能的主要因素。所以为了充放电过程中充分有效利用正极材料同时能提高电池的倍率性能，要在正极材料中加入导电剂，传统的导电剂一般是石墨。而石墨烯本身具有非常高的电子传导率，用石墨烯作为导电添加剂是其在锂电池中最直接，也是最广泛的应用。
石墨烯作为导电剂的问题
对于石墨烯导电剂的实际应用，需要综合考虑石墨烯对电子电导的“面-点”促进作用和对离子传导的“位阻效应”;针对导电剂用量和最终电池的能量/功率密度综合考虑设计电极的厚度。对于LFP体系的锂离子电池，由于石墨烯对锂离子传输的影响非常强，所以需要特别注意电极的厚度。
石墨烯在负极材料中的应用
目前锂电池常用的负极材料是石墨，用石墨烯作负极材料的优势有：
石墨烯导电性能好，耐腐蚀，用作负极材料可以增强活性物质与集流体的导电性;
石墨烯片层作为单层二维结构，原则上不存在体积膨胀，所以结构稳定，充放电快，循环性能好;
纳米颗粒原位法合成于石墨烯表面形成基复合材料，通过控制其生长颗粒的尺寸，从而缩短锂离子和电子扩散距离，改善材料的倍率性能;
纳米颗粒均匀覆盖在石墨烯表面，一定程度能够防止石墨烯片层的聚合和电解质浸入石墨烯片层，导致电极材料失效。
石墨烯直接用作负极材料存在的问题
石墨烯由于尺寸小并且具有很高的比表面积，容易与电解液发生反应生成大量的SEI膜，造成大量不可逆容量的损失。
石墨烯在电极循环中容易发生团聚，并且由于范德华力导致团聚不可逆，导致嵌锂困难，电池容量衰减。
石墨烯在制备过程中容易发生再堆叠，对分散和干燥条件要求苛刻，导致成本增加。
石墨烯材料在电池负极材料的应用中表现为首次效率低，循环性能差等问题还未能解决。
当前石墨烯复合材料在锂电池的应用成为研究热门，如何完善高质量石墨烯的制备技术，寻找出一种可控、大规模的石墨烯制备方法，并制备出性能优异的石墨烯基复合材料，是当前研究的重点。若石墨烯基电极材料在高能量密度、高功率密度要求的动力锂离子电池领域获得应用，必将大大提升动力电池的综合性能，推动电动车、电动工具等领域的发展。
高温合金叶片高效“绿色”渗铝工艺在研制成功
2019-01-09 11:26:51
近日，中科院沈阳金属所高温防护涂层课题组沈明礼副研究员等近期研发出颠覆传统的“绿色”渗铝技术，使先进铝化物涂层制备达到像真空镀膜一样的无毒气排放、无有害元素掺杂要求，涂层抗氧化性能优越于普通的铝化物涂层。 据悉，高性能热扩散铝化物涂层，包括铂改性、活性元素改性铝化物涂层等，是先进航空发动机及燃气轮机涡轮叶片高温腐蚀防护的主要方法之一。然而，在传统的粉末包埋、料浆扩散和气相热扩散铝化物涂层制备技术中，存在着涂层有害元素掺杂和有毒气体释放的顽疾。针对上述问题，该课题组研发的“绿色”渗铝技术，基于真空高密度铝等离子体辐照效应，通过高密度铝离子的沉积、注入、溅射和辐照增强扩散机制，可实现无有害元素掺杂的高性能铝化物涂层的高效可控、无毒气排放制备。
石墨烯制造技术研究
