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《【Aegis Fibretech】轻如羽毛的“隔热罩”材料可以提高汽车、电动汽车和赛车运动的效率和安全性》

  • 来源专题：新能源汽车
  • 编译者： 王晓丽
  • 发布时间：2025-02-25

  • 新成立的Aegis Fibretech公司正在商业化一种新型的超轻质绝缘材料，以提高汽车、电动汽车和赛车运动的效率和安全性。

    为防止发动机或排气管温度过高，理想的隔热材料应具有低导热性、低密度和低厚度。Aegis纤维科技公司的材料的导热性比汽车行业目前使用的先进材料低10倍，密度比陶瓷防火毯低100倍。Aegis FibreTech公司的材料非常轻，你感觉不到它们的重量。它们能在高达1000摄氏度的高温下提供有效的热屏蔽屏障，并能把灭火毯的重量减轻到几张纸的重量。

    这些材料是由伯明翰大学的 Gowsihan (Gowsh) Poologasundarampillai 博士开发的创新电纺丝工艺制成的，该工艺利用电场力从溶液中牵引聚合物线来制造超细纳米纤维。

    这种方法可以精确控制纤维的厚度和结构，生产出各种具有独特性能的材料，从具有 "棉毛 "稠度的柔性多层扁平织物，到薄至 0.5 毫米的坚固编织片材。

    电纺纤维由环保材料制成，产品安全且可重复使用，这使得这种材料在建筑和航空航天等注重环保的领域具有广阔的前景。



  • 原文来源：https://techxplore.com/news/2025-02-feather-shield-material-efficiency-safety.html
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  • 《【Journal of Energy Storage】准固态电池集电动汽车和设备的安全性和高效性于一体》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2025-01-14
    • 日本同志社大学的研究人员开发了一种新型的准固态锂离子电池（LIB），该电池具有不可燃的固体和液体电解质。与传统的锂离子电池相比，该电池具有更高的离子电导率、更好的循环性能和更好的安全性。 技术进步促使电动设备和电动汽车得到广泛应用。 这些创新不仅方便，而且环保，为污染环境的燃料驱动机器提供了替代品。 锂离子电池（LIB）广泛应用于电器和汽车。 商用锂离子电池由有机电解质溶液组成，这被认为是使其高效节能所不可或缺的。 然而，随着市场需求的不断增长，确保安全成为一个令人担忧的问题，而且可能难以实现。 虽然固态电池有助于缓解安全问题，但固态电极与电解液之间的界面不利于锂离子的最佳传输。 此外，固体电极的膨胀和收缩会破坏连接界面，阻碍离子传输。 因此，有必要开发具有稳定接合界面的高效固态电池，以提高其安全性、实用性和性能。 为了克服这些挑战，日本的一个研究小组开发出了一种不易燃的准固态 LIB，它可以克服传统电池的局限性。 这项研究由日本同志社大学和 TDK 公司的 Ryosuke Kido、同志社大学的 Minoru Inaba 教授和 Takayuki Doi 教授以及 TDK 公司的 Atsushi Sano 领导，他们的研究成果发表在 Journal of Energy Storage上。 在进一步介绍他们的工作时，论文的主要作者 Kido 先生说："提高正负极活性材料的容量以实现更高的能量密度，会降低循环性能和安全性。 我们开发的阻燃准固态电池结合了液态电解质和固态电解质，为具有高能量密度的全固态电池提供了更安全、更耐用的替代品。"新电池设计包括硅（Si）负极和镍钴锰酸锂（LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，NCM811）正极，它们被认为是锂离子电池的下一代材料。 这些电极由小原公司生产的固态锂离子导电玻璃陶瓷片（LICGC）隔开。 为了提高兼容性和性能，研究人员为每个电极量身定制了不易燃、接近饱和的电解质溶液。 这些溶液使用磷酸三（2,2,2-三氟乙基）酯和 2,2,2-三氟乙基碳酸甲酯，它们与电极和固体电解质界面兼容。 研究人员利用电化学阻抗谱、充放电测试和加速速率量热法（ARC）对准固态 LIB 的热稳定性和电化学性能进行了评估。 值得注意的是，该电池具有充放电容量高、循环性能好和内阻变化小的特点。 此外，ARC 测试表明，Si-LICGC-NCM811 结构与相应的电解质溶液具有更好的热稳定性，即使在 150°C 左右的高温范围内，与副反应相关的发热量也非常低。 总之，新开发的 LIB 有潜力促进高效、更安全的下一代电动汽车和无人机等无绳电器的开发。 它的广泛应用不仅能为用户带来更多便利，还能促进经济的可持续增长。 Kido 先生最后谈到了他们工作的长远意义，他说："随着全球朝着碳中和的方向发展，电动汽车近年来备受关注。 我们研究的准固态电池有可能改善液态锂电池的寿命，提高能量密度，同时保持全固态电池的安全性。"这项研究标志着向开发兼顾安全性、效率和环境可持续性的下一代储能解决方案迈出了一步。 原文链接: Ryosuke Kido et al, Highly safe quasi-solid-state lithium ion batteries with two kinds of nearly saturated and non-flammable electrolyte solutions, Journal of Energy Storage (2024). DOI: 10.1016/j.est.2024.114115
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  • 《【Nature Sustainability】新型电池正极材料或将彻底改变电动汽车市场和储能》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2024-09-24
    • 佐治亚理工学院的陈海龙（Hailong Chen）领导的一个多机构研究小组开发出了一种新型低成本阴极，可以从根本上改进锂离子电池有可能改变电动汽车市场和大规模储能系统。 "长期以来，人们一直在寻找一种成本更低、更可持续的材料来替代现有的阴极材料。 这种革命性的材料是氯化铁成本仅为典型阴极材料的 1%-2%，却能存储相同数量的电能。 阴极材料会影响容量、能量和效率，对电池的性能、寿命和经济性起着重要作用。研究团队在Nature Sustainability上介绍了他们的工作。 "20 世纪 90 年代初，索尼公司首次将锂离子电池商业化，引发了智能手机和平板电脑等个人电子产品的爆炸式增长。 该技术最终发展成为电动汽车的燃料，提供了可靠、可充电、高密度的能源。 但与个人电子产品不同的是，电动汽车等大型能源用户对锂电池的成本特别敏感。 目前，电池约占电动汽车总成本的50%，这使得这些清洁能源汽车比内燃、排放温室气体的同类汽车更加昂贵。 制造更好的电池 与老式的碱性电池和铅酸电池相比，锂离子电池以更小的体积储存更多的能量，并能在两次充电之间为设备提供更长时间的电力。 但是，锂电池含有昂贵的金属，包括钴和镍等半贵金属元素，而且制造成本很高。 迄今为止，只有四种类型的锂电池阴极成功实现了商业化。 该项技术将是第五种，它将代表电池技术向前迈进了一大步：开发出全固态锂电池。 传统的锂电池使用液态电解质来传输锂离子，以储存和释放能量。 它们对能量的存储量有严格的限制，而且可能发生泄漏和起火。 但全固态锂电池使用固态电解质，大大提高了电池的效率和可靠性，使其更加安全，并能储存更多能量。 这种电池目前仍处于开发和测试阶段，但将是一个相当大的改进。研究人员开发出了一种经济实惠且可持续的解决方案。 有了三氯化铁阴极、固体电解质和锂金属阳极，他们整个电池系统的成本仅为目前锂电池的 30%-40% 。这不仅能使电动汽车比内燃汽车便宜得多，还能提供一种新型、有前景的大规模储能形式，增强电网的弹性。 新发现的坚实起点 陈博士对氯化铁作为阴极材料的兴趣源于他的实验室对固体电解质材料的研究。 从 2019 年开始，他的实验室尝试使用氯化物基固体电解质和传统的商用氧化物基阴极制造固态电池。 研究人员认为，氯化物基阴极可以与氯化物电解质更好地配对，从而提供更好的电池性能。 目前，电动汽车中最常用的阴极是氧化物，需要大量昂贵的镍和钴，这些重元素可能有毒，并对环境构成挑战。  这项技术距离电动汽车的商业化可能还不到五年时间， 目前，研究小组将继续研究氯化铁和相关材料。  原文链接：Zhantao Liu et al, Low-cost iron trichloride cathode for all-solid-state lithium-ion batteries, Nature Sustainability (2024). DOI: 10.1038/s41893-024-01431-6
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