通过流变学推进锂离子电池技术的发展
如今市场上的可充电电池中,锂离子电池占有主导地位许多应用中都有它们的身影,包括消费电子、电动汽车和工业设备。由于近年来锂离子电池的广泛应用,电池技术成为一系列不同研究领域的焦点,这些研究旨在提高电池的寿命、性能和安全性。
如今市场上的可充电电池中,锂离子电池占有主导地位许多应用中都有它们的身影,包括消费电子、电动汽车和工业设备。由于近年来锂离子电池的广泛应用,电池技术成为一系列不同研究领域的焦点,这些研究旨在提高电池的寿命、性能和安全性。
动态力学分析 (DMA) 是一种测量材料在受到动态或循环力时的响应的技术。通常情况下,动态力学分析包括观察材料处于小幅振荡负荷下时的弹性和粘性反应,探测分子结构对扰动的响应。其他变量,如温度、时间和频率作为测试的一部分可以被改变,以表征材料在不同环境条件下的表现。
无论您是在使用手机时或是驾驶电动车时(请注意勿同时使用),您可能意识到锂离子电池正在接管能源世界。它为我们的便携式电子产品、重要医疗设备、电动汽车和可再生能源存储提供动力。随着市场的不断扩大,研究人员正在寻找更好的方法,从而使锂离子电池越来越强大、可靠和安全,同时最大限度地减少生产时间和成本。
从医疗设备的塑料到轮胎的橡胶,我们使用的材料必须满足越来越高的要求。产品制造商和消费者希望他们的材料外观漂亮,性能好,成本低,同时对环境友好。如需满足上述需求,就必须深入了解从分子水平到实际机械性能的材料特性。由于影响材料特性的因素有很多,因此需要精确的测量工具和方法来确保材料满足应用的高期望值。在开发和生产的各个阶段,评估材料特性的一个关键测量和分析方法是动态机械分析(DMA)。
从新鲜的牛排到新手机,我们购买的商品通常都是由一种材料包装的:塑料。由于塑料重量轻,成本效益高,而且耐用,因此在我们包装和储存产品的方式中占主导地位。塑料帮助我们在完美的条件下运输和接收货物,从而减少食物浪费,防止货物损坏而被丢入垃圾填埋场。
2021年秋季,第26届联合国气候变迁大会(COP26)在格拉斯哥举行,旨在制定遏制温室气体排放和防止进一步气候变化的协议。第二十六届联合国气候大会在《巴黎协定》的基础上,通过实现二氧化碳(CO2)净零排放,将全球变暖限制在2摄氏度以下。这两项协议将规划政府和各行业如何在未来十年内共同努力减少气候变化。
无论研究人员是在优化酸奶的质地还是在研究胶黏剂的固化,流变测量都有助于我们了解材料并预测这些材料的行为特性。流变测量量测固体材料或液体在一定力的作用下发生的形变量。应力、应变和剪切行为一起构成了流变学(材料变形科学)的基础。
锂离子电池花几十年的时间才得以完善,直到几十年后,我们才认识到它们的全部潜力。如今,锂离子电池为世界各地的手机、笔记本电脑、医疗器械和电动汽车提供动力。锂离子电池也支持可再生能源,因为它们可以储存来自风能和太阳能等间歇性能源的能量。在整个开发过程中,锂离子电池向科学家们提出了挑战,要求最大限度地提高电池性能,同时降低不良反应的风险。现今的电池科学家必须在以往成果的基础上再接再厉,同时改进电池特性,推动领先应用领域的进步。