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直击长沙|天麓新材料舒心:储能材料原位检测技术的科研实践

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2022-12-02 浏览:

中国储能网讯:11月24-26日,由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合主办,100余家机构共同支持的湖南(长沙)电池博览会暨第二届中国国际新型储能技术及工程应用大会在长沙圣爵菲斯大酒店召开。此次大会主题是“新能源、新机遇、新高度”。

会议期间,组委会邀请了湖南航天天麓新材料检测有限公司测评技术中心主任舒心分享主题报告《储能材料原位检测技术的科研实践》。以下是发言主要内容:

舒心:尊敬的各位专家,各位代表,非常高兴汇报一下储能材料原位检测相关的一些工作,我们在储能材料检测领域,自主立项研制了基于X射线衍射的原位检测设备系统,这些年利用这一检测平台开展了一些服务,在此向各位与会的领导和专家进行汇报,报告主要分为以下四个方面进行介绍。

一、行业背景

我们企业作为第三方检测服务机构,这些年服务了很多电池上下游相关企业,我作为消费者,也不断的见证了储能产业这些年的快速发展。近年来以锂离子电池为主的新能源产业发展非常迅速,我们公司刚在宁乡高新区成立的时候,宁乡的储能产业还集中在电池正极、负极材料领域,短短几年就快速发展到覆盖材料、电解液、隔膜、电池组和电池包以及回收再利用的全产业链。锂电池产业蓬勃发展的趋势仍然没有变。

当然,目前在应用端除了成本之外,制约锂电池进一步应用是其性能和安全的取舍,尤其是安全性。作为消费者最担心的就是电池使用过程的安全问题,在追求高的能量密度、大充放电倍用率和宽使用温度范围的前提下,如何解决电池安全问题,是用户最关心的问题。锂离子电池安全事故事故居高不下。如何提高电池安全性能,集中在电池材料的选择和电池体系的设计,我们开发的储能材料原位检测设备,也能很好的从电池晶体结构的演变研究电池充放电过程的微观机理。

二、天麓公司简介

天麓公司成立以来,先后承担了国家工信部国家新材料测试评价平台建设项目和国家发改委中西部储能材料检测公共技术服务平台建设项目。在湖南省新材料产业领域,尤其是以先进储能材料、航空金属材料和硬质合金等湖南省优势特色产业领域,建设了系统的测试服务能力体系。能力覆盖新材料、药物、环保、元器件、可靠性实验、光伏及充电桩检测等领域,在宁乡、长沙、株洲建有研发及实验基地。

之所以称之为测试评价平台,更多体现在对新材料产品质量的符合性、工艺流程的稳定性、服役条件的适用性等领域开展系统的测试评价,解决“有材不好用,好材不敢用”的问题,近年来为很多企业提供了相关服务工作。

三、储能材料原位检测实验

天麓公司检测服务能力覆盖电池正极材料、负极材料、隔膜等领域及便携式锂离子电池、软包电池等,除了依据标准测试方法开展的服务之外。更多是在材料体系的原位表征方面。我们选择了X射线衍射作为原位检测的技术实现路线,集成X射线的衍射、X射线荧光,电化学分析三种信号,开发统一的控制软件系统,实现充放电过程对电池晶体结构的实时原位检测。针对锂离子电池的特点,我们自主设计开发了一套原位检测样品池,根据客户要求提供定制化的电池组装服务。公司实验室建有从搅拌、涂布、干燥、封装在内的扣式电池组装线,实现从电池材料制备电池后,开展原位检测。观察充放电过程中晶体结构不断变化、阳离子混排、物相的变化、大周次充放电循环的电池结构演化规律。设备可以实现24小时连续的充、放电,并按照预设模式进行X射线扫描,采集记录物相变化。

四、进一步深化研究

随着近年来不断有新的电池体系出现、包括钠离子电池、包括液流电池等,我们原位检测设备也需要不断的改进,以满足不断发展的测试要求。第一个要解决的是样品制备的标准化问题,手工制备电池样品,往往存在不同操作人员间的误差,我们将在电池实验室制备的标准化方面开展研究,建立标准的制样程序。

对于原位检测设备系统的改进,将主要集中在适应不同材料的样品池、比如针对液流电池的原位样品池;另一个方向是更宽温度场下的原位检测,比如从-50摄氏度到70摄氏度这一范围内的X射线原位检测技术。

在储能材料技术领域,天麓公司与南京航空航天大学合作开展了三元富镍锂离子电池材料体系的高通量计算及高通量检测技术研究,希望通过材料性能模型的建立、机器学习方式加速相关材料体系的设计与验证。

同时,天麓公司在实验室检测技术基础上,成立智能检测装备事业部,协助企业开展智慧工厂、无人车间、智能在线检测方案的设计与实施。在储能材料领域,为某企业客户提供了一整套电池智能化产线的设计及建造。相关能力在本次展会也有集中的展示。

简单汇报这么多,谢谢各位领导和专家!

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关键字:储能材料 检测

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