磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。下面是我为大家精心推荐的金属表面磷化技术论文,希望能够对您有所帮助。 金属表面磷化技术论文篇一 金属表面漆前磷化处理工艺问题 [摘 要]主要研究了金属表面漆前锌盐磷化处理工艺,通过实验确定了适宜配方和工艺条件.实验结果表明,该工艺与普通锌系磷化处理工艺相比,具有磷化膜的耐腐蚀性好,磷化温度低,磷化时间短,耐冲击性和均匀性好等特点。 [关键词]金属;磷化处理工艺;磷化膜 中图分类号:TG174 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)17-0063-02 磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。磷化处理工艺在工业上使用广泛,主要用作油漆涂层的基底。 目前国内外研究和利用较多的是中、高温磷化。但因其能耗大,处理工艺时间长,沉渣多而不利于现代化生产。为了提高磷化液的质量,降低能耗成本,磷化工艺已向低温、少渣、优质的方向发展,成为当前研究中的潮流 。本文主要研究了低温锌、锰系磷化,并确定了最佳配方和工艺条件。 1 实验部分 1.1 试验药品 氧化锌、碳酸锰、碳酸钠、硝酸(65%)、磷酸(85cA、)、亚硝酸钠、硝酸镍、硫酸铜(均为分析纯)。 1.2 磷化液的配制 将ZnO、MnCO3、NaCO3用水溶解调成糊状.将H3PO4和HNO3,混合在一起.将上述两部分液体慢慢混合,搅拌反应完全.反应完全后得无色透明溶液,因反应放热,操作时要特别注意安全.待反应完全后加人硝酸镍,搅拌至全部溶解.静置熟化1 h以上,备用.若配制工作液需将上述磷化液稀释20倍,加入适量促进剂,用NaCO3调整酸度至工艺范围,搅拌均匀,化验分析备用. 1.3 磷化膜性能测定 1.3.1 目测法外观检验 采用目测法外观检验是现场评价磷化膜质量的最简单而有效的手段,一般检验项目有:晶体粒度、均匀性、色调、光泽、斑点、粉化情况等,可进行大体上的判断. 1.3.2 微观结构显微镜法 用电子显微镜将磷化膜放大100~1 000倍,观察结晶形状、尺寸大小及排布情况.结晶尺寸小些为好,一般控制在几十微米以下,排布越均匀,孔隙率越小越好 . 1.3.3 腐蚀性能测定法 最常用的是硫酸铜点滴实验法.在室温(15~25 。C)下,在未浸油的磷化零件表面上滴一滴3%硫酸铜溶液,同时启动秒表,30s后不出现玫瑰红班为合格. 2 结果及讨论 2.1 主要成分的作用与影响 2.1.1 磷酸二氢锌 配制磷化液时碳酸锰用量为12 g/L,碳酸钠用量为18 g/L,硝酸(65%)用量为135 g/L,磷酸(85%)用量为210g/L,亚硝酸钠0.4 g/L,硝酸镍18 g/L,反应温度为40℃,磷化时间3 min,磷酸二氢锌是主要的成膜物质,可由氧化锌与磷酸反应制取.随着磷酸二氢锌用量的增加,磷化膜的耐腐蚀性提高;达到一定量时,磷化膜的耐腐蚀性随磷酸二氢钠用量的增加反而下降.这是因为磷酸二氢锌主要起调节总酸度的作用,含量过高时,成膜速度快,膜层粗糙、疏松、附着力差,表面有浮灰;含量过低时,溶液成分变化快,调整困难,且磷化能力较弱,甚至膜薄不成膜,进而导致磷化膜的耐腐蚀性下降.通过实验确定氧化锌最佳用量为80一90g/L。 2.1.2 氧化促进剂 其他反应条件同2.1.1,氧化锌为85 g/L,一般常温低温型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-;氧化促进剂体系较好,不仅成膜速度快,磷化膜形成结晶细密,促进剂主体NO2-;测定非常方便,所以槽液管理简单,不易出现问题.对NO3-/ClO3-;有机硝基物促进剂体系,它虽不需要经常补加,但由于主促进剂ClO2-;、有机硝基物的测定比较复杂,在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色,使总酸度、游离酸度的化验带来不便.本实验促进剂主要成分为NO3-/NO2-体系.这种促进剂体系效果较好,成膜速度快,且结晶细致.但促进剂用量一定要控制在规定的范围内,含量过低会使磷化膜表面不均,含量过高又会使Fe+2聚集过多,磷化膜易生黄色锈迹.通过实验确定硝酸最佳用量为130~140 g/L。 2.1.3 磷化液中镍离子和锰离子的影响 其他反应条件同2.1.1,氧化锌为85 L,调整硝酸镍和碳酸锰的用量,实验结果如图1~2。 镍是比锌电位高的二价金属,能参与成膜,部分地置换出磷化膜中的铁离子形成新的结晶活性中心,能促进成膜,细化晶粒,增强膜层结合力,降低了磷化温度,缩短了磷化时间.镍盐的加入量太少无作用,加入最大,没有不利影响,但会增加磷化液的成本;锰离子参与成膜,可提高磷化膜的硬度、耐腐蚀性和结合力,降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚使磷化膜颜色加深,并带有金属光泽,还可降低昂贵的金属镍的用量.通过实验确定硝酸镍的用量为1O一20 g/L,碳酸锰的用量为l0一l5 g/L。 2.2 磷化工艺的影响 2.2.1 温度的影响 其他反应条件同2.1.1,改变反应温度,实验结果见图4。 温度适当升高,虽然能激活能垒低的点也能成为结晶“活性中心”,使晶核数目增多,结晶速率加快.但温度过高,Fe+2大量产生,生成大量沉渣,造成成分不稳定,消耗磷化液,使工件表面有挂灰现或不能生成膜层,易返黄,耐蚀性差,所以磷化时间随温度而定.将磷化温度控制在35―45℃之间,既能保证适当的磷化速度和膜层质量,还能减少沉渣产生,稳定槽液稳定性也差表2氧化锌对磷化膜性能的影响,且磷化膜层粗大耐蚀性差,同时槽液的稳定性也差;温度低,磷化速度减慢,膜层不连续。 2.2.2 酸度的影响 磷化工艺中控制槽液的PH值比控制酸度比更合适。因为无论磷化液是由H3PO4或磷酸盐配制, 它们在水溶液中都同时存在着多步离解平衡: 因为磷化体系中/=K2(25℃,K2=0.013), 将(2)、(3)式代入到平衡常数K2的表达式中整理得到: C总=5.7×10-5( +7.6 ×10-2 +4.8×10-10 +2.1×10-22 (4) 在满足K2表达式的前提下,磷化液的PH值与配成磷化液的H3PO4或磷酸盐的总浓度之关系可由(4)式计算出来,计算结果见表4。 2.2.3 磷化时间的影响 其他反应条件同2.1.1,改变反应时间, 磷化时间是一个重要的影响因素,磷化时间短,能节约成本,但工艺不稳定,不易控制,磷化膜性能不稳定;磷化时间长,成本高,获得的磷化膜质量差,结晶面上再结晶,膜层粗糙较厚,附着力差.本工艺磷化时间应控制在3 min左右,能形成理想的磷化膜. 3 结论 通过对铁板板材进行大量的重复试验,得出了最优的工艺配方:氧化锌用量为80―9O g/L,碳酸锰l0~l5 g/L,碳酸钠15―20 g/L,硝酸(65%)130―140 g/L,磷酸(85%)200―220 L,亚硝酸钠0.2―0.5 g/L,硝酸镍l0~20 g/L.本工艺属于低温锌系磷化,使用了多种金属的酸式盐作为成膜物质,控制温度在35―45。c,总酸/游离酸在18―25之间,磷化时间3―5 min,比普通锌系磷化工艺得到的磷化膜耐腐蚀性好,磷化温度低,时间短,磷化膜耐蚀性好,与涂层附着力好,耐冲击性好,均匀性好,改善了普通锌系磷化工艺沉渣多,能耗大,磷化液不耐用等缺点。 金属表面磷化技术论文篇二 磷化工产业可持续发展初探 摘要:磷化工产业可持续发展包括资源的科学利用、产业的全面发展、环境的有效保护三个方面的基本要求。本文分析了当前主要存在资源利用水平较低、产业结构不尽合理、环境污染较为严重等主要问题,提出了积极推进自主创新、大力发展循环经济、加大产业整合力度的政策建议。 关键词:磷化工产业可持续发展基本要求政策建议 磷化工产业是以磷矿资源为基础,磷肥、磷酸盐和磷化物等磷化工产品为主体的产业,是国民经济重要的战略性产业之一。本文分析了磷化工产业可持续发展的基本要求,研究了当前存在的主要问题,并提出了相关政策建议。 一、磷化工产业可持续发展的基本要求 尽管学界关于可持续发展的理解还存在很大差异,从经济学、社会学、生态学、系统学等角度都作出了不同界定,但一般认为可持续发展应当是“既满足当代人的需求,又不对子孙后代满足其需求的能力构成危害的发展”。在这个意义上讲,磷化工产业可持续发展至少包括以下三个方面的要求。 1、资源的科学利用 可持续发展强调对不同属性的资源采取不同的保护措施,对于矿物、石油、天然气等不可再生资源,要提高其利用率,并尽可能用可再生资源代替,以延长其使用的寿命。磷矿是一种典型的不可再生资源,我国磷矿资源虽然目前探明储量较大,居世界第二位,仅次于摩洛哥,但具有丰而不富的特点,已被国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一。近年来,我国磷化工产品年生产能力近850万吨,资源消耗量居世界第一位;我国的磷化工产品在满足国内生产、生活需求的同时,也有大宗的、传统的初级磷化工产品用于出口,总体仍然属于“资源输出型”发展模式。与此相反,很多发达国家均对本国磷矿资源进行严格保护和科学利用,主要用于生产高端产品,并明令限制出口。磷化工产业的可持续发展,首先必须科学利用好磷矿这一稀缺资源,这是发展的前提和基础。 2、产业的全面发展 可持续发展首先必须强调发展;离开了发展,可持续发展就成了无源之水、无本之木。磷化工产业作为一个完整的产业链,具有磷矿开采、加工、运输、保护、研发、出口等多个环节、多种形态。我国有27个省份有磷矿分布,但总体分布比较分散,主要集中在资源比较丰富的云南、贵州、四川、湖北、湖南等五个省,产业集中程度较低。同时,我国磷化工产品以生产磷肥等初级产品为主,精细、专用、材料产品很少;产业发展后劲不足,无论是在磷矿采选还是在磷化工产品中,中小企业多,大企业少,产能投入不足,技术创新能力不够。磷化工产业的可持续发展,必然要求我们始终把发展作为鲜明主题,用发展的眼光、发展的思路、发展的办法,着力解决当前在发展中出现的突出问题,促进磷化工产业发展能力、发展水平的不断提高,促进整个磷化工产业的全面发展。 3、环境的有效保护 可持续发展在鼓励经济增长的同时,强调要对人类需求的满足进行限制,不能超越资源与环境的承载能力,要注意改善质量、提高效益、节约能源、减少废物,改变传统的生产和消费模式,实现人与自然的和谐,有效保护人们赖以生存的环境。当前,我国磷化工产业处于比较落后的局面,一些磷化工产品的生产给环境带来了巨大污染。比如,黄磷是热法磷化工的母体产品,长期以来一直被认为是高耗能、高污染的“夕阳”产业,一些发达国家已经停产或宣布不再生产黄磷。与此趋势相反,我国近年来黄磷生产却大幅上升。黄磷生产中所生成的炉渣、磷铁及炉气都已对环境造成较为严重的污染。除黄磷生产之外,其他磷化工产品的生产,如果保护不够,也会对环境造成不同程度的破坏。因此,我国磷化工产业的可持续发展,必须在促进经济发展的同时,最大限度地考虑环境的承载力,有效满足当代与后代对环境发展的要求。 二、磷化工产业可持续发展的主要问题 在经济全球化背景下,磷化工产业在世界范围内都面临激烈竞争。从实现可持续发展的基本要求来看,我国磷化工产业还面临不少问题,主要体现在以下三个方面。 1、资源利用水平较低 磷矿资源十分稀缺,但我国综合利用总体而言不充分、不合理。我国磷矿80%为沉积岩,70%为中低品位的胶磷矿,地下开采约占总量的60%,即使在富矿比较集中的云南、贵州两省,也含有大量贫矿,矿产杂质多,开采难度大。但与此相反,我国绝大多数矿山属于中小型矿山,特别是集体、个人的小型矿山,生产设备相当简陋,技术力量十分薄弱,管理工作较为滞后,乱挖滥采、采易弃难、采富弃贫现象比较普遍,有限资源浪费较大。同时,即使在优质磷矿富产地区,由于发展理念、生产技术等方面的原因,存在磷富矿“优矿劣用”、“高质低用”的现象,相当一部分优质矿用于生产低浓度的钙镁磷肥和普通过磷酸钙等,资源利用水平比较低,一些有价值的元素被遗弃,加剧了优质资源消耗速度。 2、产业结构不尽合理 经过近年来的发展,我国已经形成了较为完整的磷化工产业结构。从产业生产结构看,但我国的磷化工企业仍主要是以生产黄磷、三聚磷酸钠、磷酸氢钙等初级磷化工企业为主,生产附加值高的精细、专用磷化工产品及有机磷产品的企业很少。从产业地区布局看,我国磷化工产业主要布局于磷矿资源集中的云南、贵州、湖北等五省,但地区之间信息交流不够通畅,各自“产业链”不够完整,注意减少不必要的重复投资、加强相互之间的协作配合还比较欠缺,这些地方的资源优势没有转化为产业优势,不仅与国外磷化工产业差距较大,也与我国经济社会发展要求不相适应。从产业增长方式看,整个磷化工产业的经济增长仍然属于高投入、高消耗、低产出、低效益的传统方式,依靠科技创新推动经济增长的方式还没有形成,产业结构亟待调整升级。 3、环境污染较为严重 在磷矿开采中,人们要对森林植被进行砍伐,剥离表土或注水洗选,必然会造成一定的生态破坏和环境恶化。同时,磷化工产业是典型的高能耗、高排放、高污染行业,其“三废”排放强度远远高于其他工业平均水平。磷化工产业发展带来了大量的环境污染,最为典型的是云南滇池附近因为磷化工废弃产品的无序排放,导致滇池磷含量超标,造成水体过度营养化,曾引起国内外媒体的广泛关注。这一事件使人们充分认识到磷化工产品的污染问题,江苏、厦门、深圳、昆明等省市已明令禁止使用含磷洗涤剂。总体而言,我国磷矿分布和磷化工发展区域,基本是人口较为密集、经济相对活跃的区域,由于开采、生产技术的限制,磷化工产业的高排放、高污染,与人类有限的生存空间、环境容量之间的矛盾十分突出。 三、磷化工产业可持续发展的政策建议 《中国磷化工十一五发展指南》提出,要合理开发利用资源,优化矿区布局,加强自主创新及技术进步,促进磷化工业可持续发展。为了实现这一目标,本文建议要突出抓好三个方面。 1、积极推进自主创新 推进自主创新,是转变经济增长方式的基本前提,是保持经济长期平稳较快发展的客观需要,是建设资源节约型、环境友好型社会的重要保证。从技术角度讲,全球磷化工新技术发展的总趋势是:湿法、热法并举,以湿法为主,在稳定发展大宗磷肥、磷复肥的同时,为满足人类社会多方面的需求,发展精细磷化工产品,提高不可再生资源附加值。我国磷化工产业之所以会出现资源利用水平低、产业结构不合理,环境污染较严重等问题,与选矿设备简陋,生产技术薄弱,高新技术运用较少有着密切关系。要促进磷化工产业的发展,首当其冲的是必须坚持走自主创新道路,加大技术创新力度,把增强自主创新能力作为调整产业结构和转变发展方式的中心环节,学习借鉴国际最新的中低品位磷矿综合利用技术、温法磷酸的精制净化技术、精细磷化学品的绿色合成技术等最近的技术成果,加强引进消化吸收再创新的步伐,大力推进原始创新、集成创新,着力突破影响和制约磷化工产业发展的关键技术,不断提高可持续发展的能力。 2、大力发展循环经济 循环经济是符合科学发展观要求的,一种社会生产、再生产范式,以资源的高效利用和循环利用为核心,以低消耗、低排放、高效率为基本特征的发展模式。要克服磷化工产业资源消耗量大、“三废”排放严重等问题,坚决摆脱“先污染一后治理”的传统发展道路,就应当实现从传统经济增长方式到可持续发展经济增长方式的转变,推进磷及磷化工废物资源化、磷-煤-盐化工共生耦合循环、磷化工、盐化工、煤化工废物综合利用,充分利用磷矿资源中的每种元素,降低磷矿的消耗,有效地减少甚至消除“废物”排放,最大限度地提高稀缺而又宝贵的自然资源利用率,发展循环经济,降低生产成本,实现可持续发展。近年来,我国一些大型的磷化工企业已经开始在发展循环经济方面进行有益探索。比如,云天化集团三环公司坚持以资源节约、综合利用和清洁生产为途径,以“减量化、再利用、再循环”的原则,依靠科技创新、技术进步,走新型工业化道路,大力发展循环经济,取得了明显成效。在企业自主发展循环经济的同时,我国政府应当出台相应的政策措施,鼓励和支持磷化工企业走循环经济发展道路,尽可能用最少的资源消耗实现最大的发展效益,实现真正的科学发展。 3、加大产业整合力度 近年来,一些磷矿资源丰富的省份先后就资源保护、产业发展等出台了一系列地方政策,如云南省颁布《磷矿资源开采市场准入条件》,湖北省出台《关于今年磷矿山开采总量控制计划的通知》,有力促进了产业的规范、快速发展,形成了一批具有竞争力的大集团,但这些整合工作仍然局限于一个省份之内,跨地区、跨行业的整合还没有出现。本文建议,我国应当坚持政府引导、市场导向、企业为主的原则,进一步在全国范围内加大磷化工行业整合工作:从政府引导上,中央有关部门应加大宏观调控力度,尽早出台黄磷行业准入条件,建立严格监管机制和政策协调机制,强化行业自律职能;从发展模式上,要适应化工园区这一国际化工发展的主流,以园区聚合理配置生产要素,实施清洁生产和“三废”的统一治理,实现产业的园区化、集约化和一体化;从产业结构上,适当控制黄磷的生产,积极发展磷化物等中间产品,大力发展亚磷酸盐等下游产品,坚持发展无机磷化工和有机磷化工相结合,改变单一生产模式,不断优化产业结构;从企业重组上,要通过兼并、控股、联合等方式,努力形成一批国际化、大型化、精细化和专业化的企业集团,提高整体的技术水平和市场占有率,以此带动和促进磷化工产业的可持续发展。 总之,我国应坚持在自主创新中求发展,在发展循环经济中求发展,在保护环境中求发展,实现磷化工产业可持续发展。看了"金属表面磷化技术论文"的人还看: 1. 表面处理技术论文 2. 试论汽车发动机气门的拆装技巧
在现如今的新型材料行业,石墨烯一直备受关注,乃至被称作电子设备的将来。近些年,具备众多出色特性的新型材料黑磷发展潜力迅速,有希望与石墨烯一争胜负。
中科院深圳市优秀技术性研究所,研究者喻学锋与暨南大学专家教授陈填烽等协作,制取出黑磷/氧化铋异质结,可完成恶性肿瘤的协作肿瘤放疗。
喻学锋告知《中国科学报》新闻记者:“大家团队一直秉持那样的核心理念,作出产业界认同的技术性。”
短短的2年,喻学锋团队的9项黑磷专利发明以2500万余元完成产业发展出让,并与中国磷化工行业龙头兴发集团协作开创湖北省中科墨磷高新科技有限责任公司,还得到兴发集团2500万余元横着经费预算,建立了二维黑磷协同试验室。
重新开始
37岁的喻学锋做出了人生道路中一个关键决策,舍弃武大副教授职称的真实身份南进深圳市。是啥促进他做出那样的决策呢?
“在中国香港做访问学者时,我的老师是香港城市大学朱剑豪专家教授,他40岁前一直日常生活在国外,并变成一位取得成功的创业者。之后因香港城大的基本建设必须,他返回中国香港重新开始。”喻学锋从老师的身上看到了一种坚定信念、勇于挑战的精神实质。
喻学锋在武大学习培训工作中了16年,“假如再次留到那边,将来能够 预料,便是感觉少了点挑战和刺激性。”中国香港的访学历经为他打开了一扇新的窗子,这时候,他关心到深圳市。“深圳先进院是一个新式的科研院所,给科学研究团队高昂往上的驱动力。”恰好是这类灵便、因势而变的科学研究气氛吸引住了他,因此他添加深圳先进院,并建立了微生物医用材料与页面研究所。
挖掘“黑金版”
当喻学锋信心从业黑磷科学研究时,黑磷还尚是“埋在沙子下未被挖掘的黑金版”。那时,国际性上也已开始关心这类新型材料。“但只是一年,它就快速飙升为受欢迎新型材料。大家刚好是在大伙儿都还没意识到时,就逐渐从业黑磷科学研究,并掌握国际热点。”
因为一开始就看准应用技术的科学研究,喻学锋团队早已把握了相对性完善的黑磷制取和页面管控技术性。团队在国际性上首先创建了新式有机化学液相传送和高效液相化工厂制取技术性,完成了黑磷结晶、黑磷烯和量子点技术的宏量制取并产生系列产品功能性商品;首先创建了有机化学孤电子对、正离子夹杂和缺点修补技术性,解决了黑磷可靠性难点,并完成了性能优化和运用扩展。
这支团队的产业发展速率也在国际性上一步步领跑。在大伙儿刚意识到黑磷是受欢迎原材料时,她们早已逐渐促进技术性完成产业发展。“自小试到小试,再到规模性制取,大家将学术研究和运用深层次融合,对黑磷的了解慢慢升高到更高端。”喻学锋表明。
深圳先进院优良的研究成果产业发展服务平台,也是那股“瞬时速度”的关键要素。
科技人员常常更新成效,深圳先进院都是会为研究成果方案策划报道;有兴趣的公司可以根据网上、线下推广意见反馈要求;与此同时,运用内部CRM系统软件精确挑选公司,机构线下推广盛典洽谈会等;直至最终的项目投资商谈,深圳先进院都是会在科技人员和公司中间持续“商谈”,正确引导大伙儿一同想象新技术应用的可应用领域。
喻学锋与湖北省兴发集团间的协作,最开始恰好是来源于深圳先进院为黑磷成效举办的盛典洽谈会。根据成效、销售市场、产业链、优秀人才、宣传策划等自主创新资源的大协作,深圳先进院创建起了科技人员与产业界间多层面的详细保障体系,将黑磷等前沿科技送上产业链的“摆渡”。
深圳先进院的产业发展控股子公司深圳市中科优秀资本管理有限责任公司与湖北省兴发集团、重庆市中科渝矿创业孵化器有限责任公司,三方决策一同项目投资建立湖北省中科墨磷高新科技有限责任公司。
针对湖北省兴发集团,喻学锋拥有自身的情结:“我是湖北人,根据数次触碰,这个湖北企业的老总李国璋和运营团队的理想和远见卓识触动了我,促使了协作。时候大家还将做高效益的新产品开发,例如生物技术、软性电子元器件、复合型金属催化剂等。”
得到认同
喻学锋团队紧紧围绕新式二维材料黑磷进行了系列产品科学研究工作中,依次在《自然通讯》《先进材料》《德国应用化学》等国际性权威性学术期刊论文发表30数篇,10篇毕业论文评为期刊封面文章内容,7篇毕业论文被评选为ESI高被引论文,并应邀在原材料行业的权威性学术期刊《材料科学与工程—报告》内以封面图小故事发布黑磷具体描述。
但对她们来讲,毕业论文大量地是为了更好地“广而告之”。喻学锋告知《中国科学报》新闻记者,“论文发表并不是目地,只是一个全过程。大家最先必须让他人了解我们在干什么,而且获得技术性层面的认同。毕业论文便是非常好的证实和宣传策划,让同行业和产业界见到、了解并寻找大家”。
在他眼里,发论文是连接产业界的公路桥梁,而不是科学研究团队的唯一工作中。喻学锋一直那样劝诫团队组员:“被产业界认同是大家从业应用科学科学研究的关键总体目标,要作出产业界认同的技术性。”
在这里核心理念下,喻学锋团队还积极主动推动有关技术性的产业发展过程,依次申请办理了黑磷有关专利发明30多种,团队制取的黑磷产品系列获中国全球高新科技成效展销会出色商品奖,喻学锋也因而得到了我国产学研用研究会授予的我国产学研合作成果奖、中国科技发展新势力人物奖、中科院广东省院区杰出青年生物学家奖等奖赏,他的名字也发生在2017年“广东省特支方案”自主创新高层次人才的公示公告名册里。
追忆在深圳先进院拼搏的4年,喻学锋从最开始一名任教很多年的象牙之塔专家教授,发展为现如今与黑磷产业发展发展趋势相辅随的业内知名科研工作者,深有感触。
他说道:“深圳先进院十分善于挖掘优秀人才的特性并多方面塑造,广东针对高新科技与产业链自主创新、针对优秀人才的适用幅度,也促使这片自主创新热土充斥着高昂士气。”喻学锋也期待,青年人科技人员能把握当今我国“高新科技快速增长期”的很好机会,搞好学科建设。
听说他当年是以科科满分的成绩考入北大的.人才阿
这些科学家付出了很多,他们经过了很多次的研究,最后才研制出来的,而且也做了很多的测试,进行了不断的观察,还寻求了很多的帮助。
传言:
组合用羟氯喹阿奇霉素和硫酸锌能有效治疗新冠肺炎
美国医疗专家称,在轻症期间,羟氯喹+阿奇霉素+硫酸锌可治疗新冠病毒感染患者。
科普解读:
美国时间2020年3月28日,美国纽约医生弗拉基米尔泽伦科发表临床应用:羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用成功治愈350名 COVID-19 患者,成功率100%。一时间关于羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用对COVID-19 的疗效讨论争议不断。那么羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用到底能不能有效治疗轻症新冠肺炎患者?
1、羟氯喹
说到羟氯喹,需要先说氯喹。氯喹广泛应用于抗疟疾和自身免疫性疾病,兼有广谱抗病毒作用,其通过改变细胞内PH值,抑制依赖于酸碱度的病毒复制发挥直接的抗病毒作用。在抑制登革热病毒、寨卡病毒和 HIV 等病毒复制中均有作用,此外氯喹还可有效阻断 SARS-CoV 在细胞系中的感染。国家卫生健康委员会在《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》推荐磷酸氯喹用于 COVID-19 患者的治疗,并在第七版诊疗方案中对其使用方法进行了更新。
硫酸羟氯喹是在氯喹基础上增加了一个羟基,与氯喹药效相当而毒性较低,是目前对 COVID-19具有潜在疗效的药物之一。张旃等以“羟氯喹+基础治疗组”入组 20 例新冠肺炎患者,发现使用羟氯喹治疗后,患者在 1-2 天临床症状明显好转。这一临床试验结果初步证实了羟氯喹在治疗新冠肺炎中,具有缓解症状、逆转重症化率、缩短病程的短期疗效。陈军博士等收集了30例普通型 COVID-19 确诊患者进行了一项单中心、前瞻性、随机和开放研究,发现普通型 COVID-19 患者使用羟氯喹后预后较好,但是以病毒转阴率、重症化率为主要终点的研究难以对药物的疗效进行比较,后续的研究需要确定更合适的人群和终点事件,并充分考虑样本量等试验的可行性问题。
值得注意的是,有研究显示长期大量使用羟氯喹会出现严重的视网膜病变和潜在的心脏毒性。此外,羟氯喹适应症为免疫系统疾病,在治疗新冠肺炎患者时应充分考虑其对免疫系统的抑制作用。
尽管美国FDA于2020年3月29日发布紧急授权,允许羟氯喹用于治疗COVID-19,但是,美国FDA、美国CDC(疾病预防控制中心)、WHO等权威机构均认为羟氯喹对新冠病毒的作用还有待深入研究,药物有严重副作用的风险,不应当将其作为特效药,不建议自行使用。4月10日,法国医药安全局也对服用羟氯喹治疗新冠肺炎的副作用发出警告,尤其要警惕羟氯喹对心脏的不良反应。因此,使用羟氯喹治疗新冠肺炎需十分谨慎。
2、阿奇霉素
阿奇霉素为第二代大环内酯类抗生素,主要抑制依赖于核糖核酸(RNA)的定向蛋白质合成,从而阻碍细菌转肽过程,达到抑菌作用。有研究显示,阿奇霉素还有抗炎及免疫调节作用,能在一些感染或非感染性疾病中作为辅助治疗。因此,如果新冠病毒感染者免疫力低下或者同时存在多种革兰阳性球菌、支原体、衣原体及嗜肺军团菌等感染,阿奇霉素可以起到一定的治疗和辅助治疗作用。
还有研究显示,阿奇霉素有体外抗病毒活性,可以抵抗SARS-CoV-2,但其机制尚不明确,可能与阿奇霉素可以改变核糖体或溶酶体的酸碱度,抑制依赖酸碱度的病毒复制有关。此机制与羟氯喹抗病毒机制相似,所以阿奇霉素与羟氯喹合用在抗病毒方面可能存在互补作用。但是,有待更多的研究来验证。
3、硫酸锌
锌参与多种酶的合成和激活,对蛋白质、核酸合成、肠道蛋白的吸收和消化发挥重要生理功能。硫酸锌主要用于锌缺乏引起的各种疾病。早年有研究显示,锌离子具有体内外抗病毒作用,可以抑制人鼻病毒、呼吸道合胞病毒以及HIV-1等的复制,而另有研究显示氯喹可以促进锌离子向细胞内的转运,那么羟氯喹也极有可能存在相同作用。而阿奇霉素是否存在相似作用还有待研究。
所以当阿奇霉素、羟氯喹与硫酸锌联用于治疗新冠肺炎患者时,可能存在联合抗病毒作用。但是,这一作用需要更多深入的研究来证实。
2020年3月20日,法国科学家Didier在国际抗菌剂杂志发表论文,论证了羟氯喹、阿奇霉素联合治疗COVID-19的效果。但是4月3日,国际抗微生物生物化学协会称由于羟氯喹和阿奇霉素治疗新冠肺炎的非随机临床试验结果没有达到业界共识标准,撤销相关论文。
总之,目前,新冠肺炎并没有特效药,羟氯喹、阿奇霉素与硫酸锌联合使用对于COVID-19的有效性和安全性还有待更多大样本、实验设计科学合理的随机对照临床试验加以证实。
辟谣专家:王 钰 主管药师 山东大学齐鲁儿童医院
复核专家:吴学新 主任药师 山东大学齐鲁儿童医院
参考文献:
1、陈军,刘丹萍,刘莉,刘萍,徐庆年,夏露,凌云,黄丹,宋树丽,张丹丹,钱志平,李涛,沈银忠,卢洪洲.硫酸羟氯喹治疗普通型 2019 冠状病毒病(COVID-19)患者初步研究.浙江大学学报(医学版).
2、张赛龙,缪朝玉.氯喹和羟氯喹药理特性及新型冠状病毒肺炎(COVID-19) 治疗应用[J/OL].中国药理学与毒理学杂志.
3、BLASI F,CAZZOLA M.Azithromycin and lower respiratory tract in fections[J].Expert Opin Pharmacother,2005,6(13):2335-2351.
4、Clinical Pharmacology Perspectives on the Antiviral Activity of Azithromycin and Use in COVID-19.Damle B1,Vourvahis M1,Wang E2,Leaney J3,Corrigan B4.Clin Pharmacol Ther.2020 Apr 17. doi: 10.1002/cpt.1857. [Epub ahead of print]
5、邱敏. 锌离子载体抗单纯疱疹病毒机制研究及泛素蛋白酶体通路与病毒复制的关系初步探讨[D].南京大学,2014.
杨全鸿治愈率是指在他治疗的患者中,治愈的比例。根据报道,杨全鸿的治愈率非常高,达到了98%以上。这一高治愈率的原因在于杨全鸿采用了中医药治疗的方法,以中药汤剂为主要治疗方式,辅以针灸、推拿等手段。中药汤剂是中医治疗的核心,其疗效是由多种中草药组合而成,具有较好的疗效和安全性。另外,针灸、推拿等手段也可以促进身体的自愈能力,有助于加速病情好转。但是,需要注意的是,杨全鸿的治疗方法并不适用于所有疾病,也不是每个人都会有良好的治疗效果。因此,在选择治疗方法时,要根据病情和个人情况进行综合考虑,选择最适合自己的治疗方式。
传言:
组合用羟氯喹阿奇霉素和硫酸锌能有效治疗新冠肺炎
美国医疗专家称,在轻症期间,羟氯喹+阿奇霉素+硫酸锌可治疗新冠病毒感染患者。
科普解读:
美国时间2020年3月28日,美国纽约医生弗拉基米尔泽伦科发表临床应用:羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用成功治愈350名 COVID-19 患者,成功率100%。一时间关于羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用对COVID-19 的疗效讨论争议不断。那么羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌联合应用到底能不能有效治疗轻症新冠肺炎患者?
1、羟氯喹
说到羟氯喹,需要先说氯喹。氯喹广泛应用于抗疟疾和自身免疫性疾病,兼有广谱抗病毒作用,其通过改变细胞内PH值,抑制依赖于酸碱度的病毒复制发挥直接的抗病毒作用。在抑制登革热病毒、寨卡病毒和 HIV 等病毒复制中均有作用,此外氯喹还可有效阻断 SARS-CoV 在细胞系中的感染。国家卫生健康委员会在《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》推荐磷酸氯喹用于 COVID-19 患者的治疗,并在第七版诊疗方案中对其使用方法进行了更新。
硫酸羟氯喹是在氯喹基础上增加了一个羟基,与氯喹药效相当而毒性较低,是目前对 COVID-19具有潜在疗效的药物之一。张旃等以“羟氯喹+基础治疗组”入组 20 例新冠肺炎患者,发现使用羟氯喹治疗后,患者在 1-2 天临床症状明显好转。这一临床试验结果初步证实了羟氯喹在治疗新冠肺炎中,具有缓解症状、逆转重症化率、缩短病程的短期疗效。陈军博士等收集了30例普通型 COVID-19 确诊患者进行了一项单中心、前瞻性、随机和开放研究,发现普通型 COVID-19 患者使用羟氯喹后预后较好,但是以病毒转阴率、重症化率为主要终点的研究难以对药物的疗效进行比较,后续的研究需要确定更合适的人群和终点事件,并充分考虑样本量等试验的可行性问题。
值得注意的是,有研究显示长期大量使用羟氯喹会出现严重的视网膜病变和潜在的心脏毒性。此外,羟氯喹适应症为免疫系统疾病,在治疗新冠肺炎患者时应充分考虑其对免疫系统的抑制作用。
尽管美国FDA于2020年3月29日发布紧急授权,允许羟氯喹用于治疗COVID-19,但是,美国FDA、美国CDC(疾病预防控制中心)、WHO等权威机构均认为羟氯喹对新冠病毒的作用还有待深入研究,药物有严重副作用的风险,不应当将其作为特效药,不建议自行使用。4月10日,法国医药安全局也对服用羟氯喹治疗新冠肺炎的副作用发出警告,尤其要警惕羟氯喹对心脏的不良反应。因此,使用羟氯喹治疗新冠肺炎需十分谨慎。
2、阿奇霉素
阿奇霉素为第二代大环内酯类抗生素,主要抑制依赖于核糖核酸(RNA)的定向蛋白质合成,从而阻碍细菌转肽过程,达到抑菌作用。有研究显示,阿奇霉素还有抗炎及免疫调节作用,能在一些感染或非感染性疾病中作为辅助治疗。因此,如果新冠病毒感染者免疫力低下或者同时存在多种革兰阳性球菌、支原体、衣原体及嗜肺军团菌等感染,阿奇霉素可以起到一定的治疗和辅助治疗作用。
还有研究显示,阿奇霉素有体外抗病毒活性,可以抵抗SARS-CoV-2,但其机制尚不明确,可能与阿奇霉素可以改变核糖体或溶酶体的酸碱度,抑制依赖酸碱度的病毒复制有关。此机制与羟氯喹抗病毒机制相似,所以阿奇霉素与羟氯喹合用在抗病毒方面可能存在互补作用。但是,有待更多的研究来验证。
3、硫酸锌
锌参与多种酶的合成和激活,对蛋白质、核酸合成、肠道蛋白的吸收和消化发挥重要生理功能。硫酸锌主要用于锌缺乏引起的各种疾病。早年有研究显示,锌离子具有体内外抗病毒作用,可以抑制人鼻病毒、呼吸道合胞病毒以及HIV-1等的复制,而另有研究显示氯喹可以促进锌离子向细胞内的转运,那么羟氯喹也极有可能存在相同作用。而阿奇霉素是否存在相似作用还有待研究。
所以当阿奇霉素、羟氯喹与硫酸锌联用于治疗新冠肺炎患者时,可能存在联合抗病毒作用。但是,这一作用需要更多深入的研究来证实。
2020年3月20日,法国科学家Didier在国际抗菌剂杂志发表论文,论证了羟氯喹、阿奇霉素联合治疗COVID-19的效果。但是4月3日,国际抗微生物生物化学协会称由于羟氯喹和阿奇霉素治疗新冠肺炎的非随机临床试验结果没有达到业界共识标准,撤销相关论文。
总之,目前,新冠肺炎并没有特效药,羟氯喹、阿奇霉素与硫酸锌联合使用对于COVID-19的有效性和安全性还有待更多大样本、实验设计科学合理的随机对照临床试验加以证实。
辟谣专家:王 钰 主管药师 山东大学齐鲁儿童医院
复核专家:吴学新 主任药师 山东大学齐鲁儿童医院
参考文献:
1、陈军,刘丹萍,刘莉,刘萍,徐庆年,夏露,凌云,黄丹,宋树丽,张丹丹,钱志平,李涛,沈银忠,卢洪洲.硫酸羟氯喹治疗普通型 2019 冠状病毒病(COVID-19)患者初步研究.浙江大学学报(医学版).
2、张赛龙,缪朝玉.氯喹和羟氯喹药理特性及新型冠状病毒肺炎(COVID-19) 治疗应用[J/OL].中国药理学与毒理学杂志.
3、BLASI F,CAZZOLA M.Azithromycin and lower respiratory tract in fections[J].Expert Opin Pharmacother,2005,6(13):2335-2351.
4、Clinical Pharmacology Perspectives on the Antiviral Activity of Azithromycin and Use in COVID-19.Damle B1,Vourvahis M1,Wang E2,Leaney J3,Corrigan B4.Clin Pharmacol Ther.2020 Apr 17. doi: 10.1002/cpt.1857. [Epub ahead of print]
5、邱敏. 锌离子载体抗单纯疱疹病毒机制研究及泛素蛋白酶体通路与病毒复制的关系初步探讨[D].南京大学,2014.
两块钱这些药,每疗程成本最低2元近日,美国科学杂志《Science》发布一篇报道,探讨新冠肺炎潜在治疗药物的制造成本,这些药物包括瑞德西韦、法匹拉韦、羟氯喹、氯喹等。报道显示,由于新冠肺炎疫苗可能需要一年或更长时间才能上市,因此针对药物治疗是目前针对新冠肺炎的重要手段。研究人员认为,如果有证据证明对这些药物对治疗新冠肺炎有效,那么需要国际上的协调努力,以确保这些药物全世界的人们都能买得起。据悉,目前世界各地科学家正在对至少十种新冠肺炎潜在治疗药物进行研究。一些药物上市时间已经长达数十年,例如用于治疗疟疾的氯喹和羟氯喹。利物浦大学的药物定价专家 Andrew Hill 认为,上市时间较长使得这些药物最低成本估算起来相对容易。A.HILL 等在学术期刊《JOURNAL OF VIRUS ERADICATION》发表的论文中,共统计8种新冠病毒潜在有效药物的生产成本,新冠治疗疗程预估的成本最低0.3美元,约合人民币2元。研究人员很明确的表示,“这些药物从根本上来说,都是很便宜的。” A. HILL ET AL., JOURNAL OF VIRUS ERADICATION, 2020不过,以上数据仅仅是基于印度数据统计的结果,该数据库包括进出该国的每公斤活性药物成分(API)的成本。研究人员在这些数字的基础上,增加了将API制成药物制剂的成本、包装的成本。这仅是对于上市多年的老药的成本计算,对于新药来说研发成本高企,显然不能这样算。在没有特效药可用之前,这些相对廉价的常规药物对于对抗疫情发挥着重大作用。报道也提到,如今这些廉价的药物,在有些地区实际上并不便宜。在一些严格控制药品成本的国家(例如印度和巴基斯坦),这些药物每疗程的零售价在0.20至510美元之间,而在美国,每疗程的零售价在19至18610美元之间。2 关注新冠肺炎药的供应问题研究人员指出,由于大多数药物均未获得专利权,因此可以有众多的廉价仿制药。但新冠肺炎临床试验中的某些抗病毒药是拥有专利的,因此药品价格备受关注。例如近日备受关注的瑞德西韦,预估日均成本大概0.93美元。不少研究人士认为,专利保护和有限的供应可能使这些药物价格飙升。3月30日,无国界医生组织和其他近150个民间组织向吉利德首席执行官 Daniel O'Day 致公开信,建议吉利德放弃该药的专利保护,并允许仿制药生产商增加供应。吉利德公司在4月10日回应称,吉利德已经在大幅提高产量,公司还与联合国儿童基金会(UNICEF)合作,在全球范围内分发该药物。众所周知,磷酸氯喹是我国第七版新冠肺炎诊疗方案的抗病毒推荐药物。在2月17日国务院联防联控机制新闻发布会上,科技部生物中心副主任孙燕荣表示,非常明确地看到了磷酸氯喹的疗效。无论从重症化率、退热现象还是肺部的影像好转时间、病毒核酸的转阴时间和转阴率,以及缩短病程等一系列指标,进行系统地、综合研判,用药组优于对照组。 在美国方面,据技术创业网站(techstartups.com)3月28日消息,美国一名医生美国医生 Vladimir Zelenko 结合使用羟氯喹等药物的尝试已取得一定成果,迄今总共已治愈了699名患者,成功率达100%。该医生采取混合药物的方式治疗,选用的药物包括羟氯喹、阿奇霉素和硫酸锌。受新冠肺炎疫情全球蔓延的影响, 印度宣布自3月25日0时起,全国彻底封锁21天。中国作为原料药大国再次备受关注。4月8日,在国务院联防联控机制召开的新闻发布会上,工信部消费品工业司副司长曹学军表示,受近期物流运输困难等影响,今年原料药实际出口量较去年减少了20%左右,但与治疗新冠肺炎相关的原料药则实现了逆市增长,其中硫酸羟氯喹2019年全年产量100吨,今年一季度出口量已超过去年全年水平
我有只要写出一定的专业水平就好不要太过担忧的
(一)基本要求来稿要求题材新颖、内容真实、论点明确、层次清楚、数据可靠、文句通顺。文章一般不超过5000字。投稿请寄1份打印稿,同时推荐大家通过电子邮件形式投稿。(二)文题文题要准确简明地反映文章内容,一般不宜超过20个字,作者姓名排在文题下。(三)作者与单位文稿作者署名人数一般不超过5人,作者单位不超过3个。第一作者须附简介,包括工作单位、地址、邮编、年龄、性别、民族、学历、职称、职务;其它作者附作者单位、地址和邮编。(四)摘要和关键词所有论文均要求有中文摘要和关键词,摘要用第三人称撰写,分目的、方法、结果及结论四部分,完整准确概括文章的实质性内容,以150字左右为宜,关键词一般3~6个。(五)标题层次一级标题用“一、二、……”来标识,二级标题用“(一)、(二)、……”来标识,三级标题用“1.2.”来标识,四级标题用“(1)、(2)”来标识。一般不宜超过4层。标题行和每段正文首行均空二格。各级标题末尾均不加标点。(六)计量单位、数字、符号文稿必须使用法定的计量单位符号。(七)参考文献限为作者亲自阅读、公开发表过的文献,只选主要的列入,采用顺序编码制著录,按其文中出现的先后顺序用阿拉伯数字编号,列于文末,并依次将各编号外加方括号置于文中引用处的右上角。书写格式为:作者.文题.刊名年份;年(期):起始页.网上参考材料序号.作者.文题网址(至子--栏目).上传年月。为保证本刊的权威性,杜绝任何形式的抄袭稿。稿件文责由作者自负,编辑部有权作必要的修改。文稿在3个月内未收到退修或录用通知,作者可自行处理,另投他刊。未被录用的稿件一般不退稿,请自留底稿。
《应用化学》创刊于 1983 年,是经国家科委批准向国内、国外公开发行的化学类综合性学术期刊。其中包括有机化学、无机化学、高分子化学、物理化学、分析化学,与材料科学、信息科学、能源科学、生命科学互相关联和渗透,涉及的专业面广。《应用化学》主编由中国科学院院士倪嘉缵先生担任,编委会由61位科学家组成(包括20名中科院院士和工程院院士,4位国外专家), 审稿队伍由全国各个重点院校和科研单位的上千名专家、教授、研究员组成。 办刊宗旨: 服务。期刊栏目 : ( 全部采用网上投稿方式 )综合评述 : 结合应用前景和本人工作, 评述当前化学学科的研究热点和前沿课题。研究论文 : 报道创新性的研究成果。 《应用化学》设下列栏目 :综合评述 : 结合应用前景和本人工作, 评述当前化学学科的研究热点和前沿课题。研究论文 : 报道创新性的研究成果。 中英文摘要必须写出主要数据结果和结论。研究简报 : 报道阶段性的创新研究成果。全文限 2 ~ 3 印刷页 , 中英文摘要必须写出主要数据结果和结论。研究快报 : 扼要报道研究工作最新成果和具有明显应用前景的新方法、新技术等。全文限 1~2印刷页,附中、英文摘要,并注明本工作的创新性。 《应用化学》 27卷 (2010年) 投稿简则《应用化学》是经国家科委批准向国内外公开发行的学报类期刊。《应用化学》由中国化学会主办、中国科学院主管、中国科学院长春应用化学研究所承办, 科学出版社出版。来稿需论点明确,数据翔实,使用的单位符号及物理量应符合新版国标 GB3100 3102-92 《量和单位》的各项规定。 来稿不许一稿两投,如有侵权事宜作者自负。● 题目 : 应突出主题,概括性强,题目字数一般不超过 20 个字。每篇稿件应附 3~8 个 ( 中、英文 ) 关键词。注明文章的中国图书馆分类号。 作者:写明工作单位全称、城市和邮政编码。 以 * 号注明通讯联系人。 第 1 页底脚注明基金资助项目类别及批准号,写明通讯联系人姓名、职称、 E-mail 及研究方向。● 实验部分: 试剂和主要仪器需注明来源、规格和型号; 实验方法有实质性改进时应写明改进处, 如系作者创新, 可详述, 以便他人重演。如按前人方法所做只注明所依据的文献。● 表和图: 使用三线表; 制图须坐标标记完整, 实验点清楚。照片清晰, 物理量的数值以量和单位符号比形式表达。电镜照片的放大标尺直接画 ( 贴 ) 在图内右下角。图、表的题目、表栏目和注释均用中英文对照形式表述。图和照片总数一般不超过 6 幅。● 中、英文摘要:主题突出,能反映全文主要创新内容,研究目的,给出主要结果和数据,具有相对独立性。● 参考文献:文献须核对无误 , 请勿引用非公开出版刊物。 文献著录格式,按 GB/T 3179-92 规定书写。 如 :1 Snyder L R,Kirkland J J,Auths(著). GAO Chao(高潮),CHEN Xin-Min(陈新民)Trans(译). YANG Ming-Biao( 杨明彪 )Proof(校). Introduction to Modern Liquid Chromatography(现代液相色谱法导论)[M],2nd Edn(第2版). Beijing(北京):Chemical Industry Press( 化学工业出版社 ), 1988:162 MO Zhi-Shen(莫志深). //WU Ren-Jie(吴人洁)Chief-Edr(主编). Application of Modern Analytical Techniques in High Polymers(现代分析技术在高聚物中的应用)[ M] ,Chapt.5(第5章). Shanghai(上海):Science and Technology Press(科学技术出版社),19873 Barnard A,Saponjic Z,Tiede D,Rajh T, Curtiss L. 2nd International Conference on Nanomaterials and Nanotechnologeies[C], Reviews on Advanced Materials Science,2005(10):214 ZHANG Qi-Sheng(张其胜),ZHOU Quan-Guo(周全国),CHENG Yan-Xiang(程延祥),MA Dong-Ge(马东阁) ,WANG Li-Xiang(王利祥). Chinese J Appl Chem(应用化学)[ ] ,2006, 23(5):5705 ZHOU Guang-Yuan(周光远), JIN Guo-Xin(金国新), HUANG Bao-Tong(黄葆同). Symposium on Metallocene Catalyzed Polymerization and Reaction Engineering(茂金属催化聚合及聚合反应工程研讨会)[C], Hangzhou(杭州), 1998:56 WANG Bing-Quan(王炳全). Doctoral Dissertation([博士学位论文]). Changchun(长春):Changchun Institute of Applied Chemistry,Chinese Academy of Sciences(中国科学院长春应用化学研究所), 20007 ZHANG Hong-Jie(张洪杰), SUN Run-Guang(孙润光), YANG Kui-Yue(杨魁跃), NI Jian-Zan(倪嘉缵). CN 96 118 926.6[P],2001投稿时要求作者同时提供单位证明信(可通过邮寄或网上传递彩色扫描件)。稿件经专家及本刊编辑委员会审定,一般 4 个月内通知作者审理结果。正式录用的稿件在4个月内发表,出版前交版面费。不采用的稿件,原稿不退,退稿用网上方式通知。寄给作者修改的稿件, 需要经网上传回原稿、修改稿及修改说明。修改稿超过规定时间不寄回且无说明的, 按自动退稿处理。已付排的稿件一般不允许做大的改动, 文责自负,编辑部对稿件有删改权。稿件一经刊载, 酌致稿酬, 并赠送当期《应用化学》1 册。刊出的文稿所付稿酬,包含文稿内容上网和入编各种光盘版的报酬,不再另付。 如作者不同意,可在投稿时声明,否则视为同意。
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28:高比能锂离子动力电池
29:可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
30:木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究
31:高性能管桩安全监测评估与防控关键技术
32:向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件
33:超高功率锂离子电池开发
34:海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术
35: 高性能高安全锂离子电池技术
36:350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯
37:MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池
38:变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋
39:新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用
40:基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用
41:质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备
42:高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化
43:磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用
44:快充低温锂金属电池
45:脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力 PEM 制氢系统
46:有机固废高值化利用技术平台
47:太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电装置
48:低成本太阳能热电互补高效空调系统应用
49:新能源工程车辆能量管理专用实验平台
50:宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用
51:环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制
52:硫化物固体电解质及其固态动力锂电池
53:新型高功率储能技术——锂离子电容器
54:柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑
28: 高比能锂离子动力电池
1 基本信息
2 简介
本项目针对提升高镍三元正极材料能量密度的问题,研究了合成条件、改性工艺对材料晶体结构和性能的影响,突破了高镍三元正极材料制备和改性等关键技术,开发出满足新一代动力电池要求的高镍三元正极材料,且材料性能优异,处于国际先进水平。为了实现规模化生产,解决了工程化难题,创新地采用了具有成本优势的工艺路线,建成了年产超过1500吨的高镍三元正极材料的生产线,实现了高镍三元正极材料的产业化,产品成功应用于宝马、大众、东风、蔚来、奔驰、吉利、小鹏等国内外知名整车企业,打破了国外企业对高镍三元正极材料的垄断。并扩建了更高标准的年产2万吨高镍三元正极材料生产线,推动了设备制造商和上下游企业的发展,规模化生产后,预计每年将创造30亿元以上的产值。
29: 可穿戴钙钛矿光伏模组的产业化印刷制备
1 基本信息
2 简介
本项目以低污染可穿戴钙钛矿模组的印刷制备为目标,从残余应力调控角度出发,聚焦晶格一致性研究,通过温敏性添加剂热膨胀系数的应力释放作用调控薄膜晶格应力状态,通过双齿配位仿生分子修饰消除薄膜表面应力累积,结合物理封装策略,实现低铅泄露模组的印刷制备。
30: 木质纤维素基高密度高热安定性航油催化合成研究
1 基本信息
2 简介
本项目基于对木质纤维素及其衍生物结构特点和航油分子构效关系的充分认识,创新以木质纤维素为原料制备高密度高热安定航油的高度集成的新技术,为高性能航空燃料提供新制备途径,进而为先进航空航天发动机提供高性能燃料,为现有航油提供高性能调和组分。项目拟开发木质纤维素定向转化制备多环烷烃燃油组分的核心工艺,包括:(半)纤维素水热转化制备呋喃醛并分离木质素,木质素一步水热解聚加氢脱氧制取芳烃、酚类、环醇和单环烷烃,木质素纤维素衍生物(呋喃醛、环醇、环酮及单环烷烃)共转化制取联环烷烃、稠环烷烃等多环烷烃,以及生物航油的调控调配等。
31: 高性能管桩安全监测评估与防控关键技术
1 基本信息
2 简介
项目围绕“高性能管桩安全监测评估与防控”这一难题,经过10 余年的 科技 攻关和工程实践,建立了集理论研究、工艺研发、产品制备、标准制定、工程应用于一体的技术体系,主要核心成果包括:先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩、基于分布式光纤神经传感胶带的桩身应力实时监测技术、高性能管桩长期稳定性机理与应用关键技术、桩基础病险演变评估与治理体系研发与应用关键技术,实现了多学科交叉和产学研结合。
32: 向阳而生——太阳能电池/集光器集成器件
1 基本信息
2 简介
本项目所涉及到的关键技术主要包括集成器件所需材料的选择与制备工艺:具体为集光器荧光材料、钙钛矿太阳能电池中钙钛矿材料、电极材料的筛选与制备;钙钛矿太阳能电池的制备;太阳能集光器的制备;钙钛矿太阳能电池与太阳能集光器集成器件的制备;具体技术指标为:不透明钙钛矿太阳能电池的光电转换效率 22%(小面积1*1 cm 2 ), 17%(5*5 cm 2 ), 15% (10*10 cm 2 ),光照1000小时后(光照条件:室温25 , AM1.5G,光强1000W/ m 2 ),效率衰减 10%。不透明集成 器件的性能指标:集成器件光电转换效率较钙钛矿太阳能电池效率提升 6%。半透明集成器件的指标:在可见光区域透明度做到30%-70%可控可调,光电转换效率 8%。
33: 超高功率锂离子电池开发
1 基本信息
2 简介
本项目结合市场需求,开展超高功率高能量密度锂离子储能器件设计、制造等研究,发挥锂离子储能器件高能量密度的优势,突破锂离子储能器件瞬时充放电能力,提升功率密度,实现锂离子储能器件高功率密度,并兼具高能量密度、高安全性和长循环寿命以及低成本,形成具有自主知识产权的技术体系。
34: 海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术
1 基本信息
2 简介
本项目拟研发出一种基于机械和电气特征量的海上风机绝缘局部放电无损在线监测技术,以期实现对海上风机的局部放电和绝缘状态的实时监控。该技术旨在绝缘发生明显劣化及局部放电现象产生之前监测其潜伏性故障,并在上述现象发生后对绝缘状态进行持续监测,进而对局部放电严重程度和绝缘状态做出定性诊断。这一研究成果不仅能为海上风机的维护检修方案提供可靠依据,降低事故发生概率,而且可有效减少盲目的停机检修,提高海上风机的可靠性与经济性。
35: 高性能高安全锂离子电池技术
1 基本信息
2 简介
本项目以国家和 社会 对高性能、高安全锂离子电池技术的重大需求为牵引,在微电子学、电化学和材料科学等多学科交叉融合的基础上,分别从“高比能硅负极材料表界面改性”与“基于EIS监测的新型电源管理芯片” 两大前沿技术开展研究,并取得了重要突破。本项目开发了微米硅/碳纳米管复合负极,通过简单低成本且可规模化生产的工艺构筑了高效且能适应Si负极的体积膨胀的柔性CNT导电网络及碳钝化层,降低了MSi颗粒的体电阻与颗粒之间的电阻,限制MSi的粉碎化。与传统的微米硅/碳复合负极(400 Ω m)相比,该复合材料的体积电阻率(157 Ω m)显著降低,可逆比容量为 2533 mAh/g,初始库仑效率为89.07%,在2A/g循环1000次时,可逆比容量超过840mAh/g。
36: 350wh/kg高比能、低成本、智能动力电芯
1 基本信息
2 简介
本项目所采用的正极材料为项目组自主研发的、具有独立知识产权的高比容量、低 成本富锂锰基正极材料。该正极材料采用全新的材料改性技术,包括材料优势晶面调控、 快离子导体包覆、超薄尖晶石异质相包覆等关键技术,使得项目组研发的富锂锰基正极材料的比容量高达260mAh/g,循环寿命长达500周,循环100周压降可控制在0.1V以下。基于此,项目组现已获得核心发明专利3项(均已授权),发表高水平学术论文5篇,此外项目组已与宜宾某公司建立合作,致力于该类正极材料的量产放大及产业孵化。
本项目致力于研发一款高比能、低成本、智能动力电芯,所 采用的智能传感器基于项目组自主研发的石墨烯基应力应变传感器和铜基温度传感器。研发的石墨烯基应力应变传感器具有大的工作范围和优异的灵敏度。研发的铜基温度传感器采用超薄超小尺寸的铜-康铜热电偶,同时具备高精度和宽监测窗口特点,并且对电池性能和比能量几乎不产生影响。本项目将应力应变传感器、温度传感器采用嵌入式技术植入电芯内部,可实时监测电芯充放电状态、电池安全状态、电芯温升等,通过外接电子信息处理系统实时、准确评估电芯的运行参数。基于此,项目组现已申请中国发明专利2项,发表高水平学术论文1篇。
37: MOF改性电解液用于高能量密度锂金属电池
1 基本信息
2 简介
本项目基于已有的研究成果,拟使用金属有机框架(MOF)作为电解液添加剂,利用其表面丰富的活性亲锂位点,调控锂沉积过程,消除锂枝晶。优化材料合成、电解液组成和电池组装参数,以适应规模化生产的需求,推进高能量密度锂金属全电池的实用化进程。主要面向无人机、动力外骨骼和 汽车 动力电池等高能量密度应用场景,突破现有的储能电池续航瓶颈,提升电池安全性,具有广阔的市场空间。
38: 变废为宝-有机固废资源化利用技术先锋
1 基本信息
2 简介
本项目将开发一种新型有机固废热化学处置技术,可实现高纯度H2和CO在不同温度区自分离生成,H2和CO可根据后续化工合成过程所需任意比例自由混合,为有机固废资 源化和能源化与现有化工过程无缝衔接提供便利。此外,该技术还具有以下优点:可彻底杀灭有机固废中致病病原体和有毒有害有机物,大幅减少约50-90%有机固废的体积;还可对有机固废的内在能量进行回收利用,将有机固废中的有机组分转化为可控H2/CO比例合成气;同时反应后剩余的富含无机组分残渣仍可进行资源化利用于水泥窑协同处 置和制作建筑材料等。
39: 新能源系统无线电能传输关键技术开发与应用
1 基本信息
2 简介
本项目设计面向复杂应用场景的新能源无线供电系统,开发满足源-储-荷高效协同和不确定环境下系统稳定工作的自适应切换技术,实现电能稳定高效传输。
40: 基于低速涡流无叶片发电机的潮汐能技术开发与应用
1 基本信息
2 简介
本项目提出的发电机采用无叶片式设计,结构简单,维护成本较低,不存在以往涡轮机械容易受到海水腐蚀、影响海湾水动力、容易破坏沿岸海洋生态系统等问题。发电机配有多单元往复式电磁感应发电机,大大提高了发电效率。是一种能够提供稳定、高效电能的新型的发电方式。
41: 质子交换膜电解水制氢阳极催化剂的制备
1 基本信息
2 简介
本项目依托于兰州大学有色金属化学与资源利用重点实验室,合作导师为严纯华院士,围绕高效、稳定、廉价阳极酸性析氧催化剂的控制合成开展研究工作;旨在构筑系列界面异质结构酸性析氧催化剂;以“界面控制”法为主导,结合“固-液”、“固-固”和“固-气”界面辅助手段,实现界面异质结构酸性析氧催化剂的控制 合成;进一步通过配位替换、晶格掺杂、缺陷填充等策略,提升界面异质结构酸性析氧 催化剂的活性和稳定性;此外,结合原位表征技术实现对合成和催化过程的原位监测, 为催化剂的结构优化和性能提升提供坚实的实验数据,建立界面异质结构酸性析氧催化 剂结构和性能之间的构效关系;对质子交换膜电解水制氢的发展具有重要的科学意义。
42: 高功率密度、高效、高可靠性航空动力伞研制及产业化
1 基本信息
2 简介
为了提高高功率密度轴向磁通永磁电机的散热能力,本项目首先在特殊的定子架中分别设计了两种新颖的水冷结构。第一种是轴向内外循环水冷结构,第二种是槽内内外循环水冷结构。通过合理的等效与假设,建立了两种水冷结构的三维模型,并且基于流固耦合进行仿真分析。通过对比两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积,选择槽内内外循环水冷结构作为电机的冷却系统。并且将基于流固耦合对两种水冷结构的流速、压降、冷却效果和散热面积进行分析对比,从而确定双转子单定子AFPM电机最有效的冷却结构,为AFPM电机的冷却结构设计及电磁方案优化提供了参考依据。
43: 磷酸铁锂电池材料回收技术的开发与应用
1 基本信息
2 简介
本项目从成本与环保的角度开发了一种便捷的锂离子电池材料回收工艺。在锂电池材料回收的过程中不涉及强酸、强碱的消耗,不产生硫酸钠等副产物;其次在回收的过程中,废旧磷酸铁锂材料能够与铝箔彻底分离,节省了后续的除杂步骤工序简单;最后相对于传统的拆解与回收技术,本技术能够节省成本在40%以上,经济效益潜力巨大,同时能够充分释放旧动力电池的残值促进动力电池的 健康 发展。
44: 快充低温锂金属电池
1 基本信息
2 简介
锂金属电池结构与锂离子电池相似,但消除了低容量和低压实密度的负极活性材料的使用。因此,相同重量和体积的锂金属电池比传统电池储存的能量可以提升40%以上,并大大节省电池制备成本。我们设计的锂金属电池与目前国内和国际市场通用的锂离子电池相比有以下优势:
1)成本优势,消除了负极的用料成本;
2)更高的能量密度,国内目前电池单体的能量密度依然 300Wh/kg,我们的电池单体能量密度 350Wh/kg;
3)更快的充电速度,Tesla公司的快速充电技术,20min可以充
进50%电量,我们的电芯快充时间:0-80%SOC 15min;
4)更低的运行温度,普通锂离子电池的最低温度极限为-20 , 我们设计的锂金属电池最低放电温度可达到-90 ,最低充电温度可到-70 。
45: 脱碳全能王-适用生活和工业场景下的宽范围压力PEM 制氢系统
1 基本信息
2 简介
本项目组针对国家发布的氢能战略,迅速开展PEM制氢相关研究,目前已掌握了电解槽结构设计方法、面向设计和开发的集成建模和优化技术,现已成功开发出面向生活和工业场景(加氢站、制氢需求的钢铁、冶金和化工等)的低中高压(0.1-10mpa)全范围PEM制氢系统(实验室级别)。在低压运行时,极大提高系统的功率密度;在高压运行时,可取消一级或二级压缩,减少压缩机运维成本。
46: 有机固废高值化利用技术平台
1 基本信息
2 简介
本项目根据不同有机固废不同的理化性质,以氧消化和水热转化技术为基础,开发出了实现其高值化利用的不同技术路线和不同的工艺,实现了有机固废的减量化、无害化处理,以及高附加值产品的制备。该项目可以实现有机固废的完全资源化再利用,具有很好的 社会 效益、环境效益和经济效益。
47: 太阳能光谱分频与余光汇聚再辐射耦合的光能梯级发电 装置
1 基本信息
2 简介
本项目提出太阳能光谱分频与余光汇聚辐射再调节耦合的光能梯级发电系统,旨在研究其基本科学原理及关键技术,并建成相应的示范装置。本项目积极响应国家“碳达峰,碳中和”的政策,聚焦太阳能的有序高效转化,旨在开发新型的太阳能高效转化技术装置。
48: 低成本太阳能热电互补高效空调系统应用
1 基本信息
2 简介
本项目研发的“低成本太阳能热电互补高效空调系统”由太阳能集热子系统、喷射式制冷子系统和压缩式热泵子系统三部分组成。
49: 新能源工程车辆能量管理专用实验平台
1 基本信息
2 简介
本项目以绿色矿山战略理念为引领,聚焦新能源工程车辆能量管理技术的发展需求,针对目前市场对新能源工程车辆能量管理实验产品的市场空白,开发面向新能源工程车辆的专用能量管理实验平台,为研究开发先进能量管理技术提供有效验证、分析及测试条件。
50: 宽频带复杂信号精细化实时感知技术及应用
1 基本信息
2 简介
本项目的总体目标是以低碳能源系统宽频域运行形态衍变为契机,以宽频信息感知为视角,开展宽频带复杂信号精细化实时感知技术研究,研发面向新能源电力系统的宽频带信息感知技术、装备与 探索 平台,并 探索 技术成果在生命科学、深海探测、航空航天等多个重大领域的拓展应用潜力。
51: 环境友好型硒化锑薄膜太阳电池研制 1 基本信息
2 简介
本项目依托于深圳大学、广东省光电子器件与系统重点实验室和深圳市先进与薄膜应用重点实验室的研究平台,面向国家对新型高效低成本光伏发电技术集中攻关的重大战略需求,开展真正环境友好型(区别于现存高能耗硅基电池,涉及贵金属铜铟镓硒太阳电池和含铅钙钛矿太阳电池等非环境友好型太阳电池技术)硒化锑薄膜太阳电池研制及其应用研究工作。
52: 硫化物固体电解质及其固态动力锂电池
1 基本信息
2 简介
项目针对液态锂离子电池存在的比容量低、安全性和循环寿命有待提高等问题,研发高安全性、高容量、长寿命固态锂电池,解决制备硫化物固体电解质材料与全固态电池存在的离子电导率偏低、一致性较差、对湿度过于敏感、无法量产、与正负极材料接触不稳定、正极容量释放差、库伦效率低下、长循环性能差等难题,突破由实验室研究到产业化生产的系列关键技术。
53: 新型高功率储能技术——锂离子电容器
1 基本信息
2 简介
中国科学院电工研究所经过多年的理论创新与技术积累,自主研发的新型高功率电化学储能技术——锂离子电容器,具有低成本、长寿命、高安全、兼具高功率密度和高能量密度等优势。
54: 柔性固态锂电池自修复界面的设计与构筑
1 基本信息
2 简介
本项目创新性地提出了本征自愈固态电解质双涂层愈合界面构筑策略,通过“自愈固态电解质”来构筑“固固一体化界面”,就能取长补短,有望满足构筑柔性锂电池电解质/电极界面的各项技术需求。申请人将正负极片表面涂覆具有可逆自愈功能的固态电解质涂层,进行微界面完全浸润以及一体化融合,然后将预制备的固态电解质膜与涂层紧密贴合,并进行热压诱导,利用聚合物涂层与电解质膜中大量存在的多重自互补氢键系统,促使层间界面愈合,从而达到构筑高稳定性、可自修复、一体化的电极/电解质界面的目的。
行业主要上市公司:宁德时代(300750);比亚迪(002594);国轩高科(002074);孚能科技(688567);亿纬锂能(300014);鹏辉能源(300438);欣旺达(300207)等
本文核心数据:锂电池板块上市公司研发费用;锂电池相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“lithium battery”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月17日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
锂电池技术概况
1、技术原理及类型
(1)锂电池技术原理
锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。
(2)锂电池的分类
按照电解质材料、电池外形、外包材料、正极材料、应用领域等不同分类方式,可将锂电池分为以下几类:
2、技术全景图:四大细分技术领域
从锂电池构成来看,锂电池技术主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜四个主要细分技术领域。其中,正极材料主要包括磷酸铁锂、三元正极、锰酸锂等;负极材料主要包括碳系材料和非碳系材料;电解质主要包括液态电解质、固液复合电解质和固态电解质;隔膜主要包括干法隔膜和湿法隔膜。
锂电池技术发展历程:正负极材料演变拉动技术发展
从20世纪70年代第一个锂电池出现,到如今五十余年的岁月中,锂离子电池不断发展,负极材料从锂金属发展到碳材料,再试图回到锂金属;正极材料也不断丰富,陆续推出钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。
锂电池技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列锂离子电池技术发展相关政策,加速了锂离子电池产业链的发展,同时对锂电池的安全性、技术体系、回收体系做出了规范,使得锂电池技术水平稳步提升。
锂电池技术发展现状
1、锂电池技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国锂电池技术相关国家重点研发计划项目共计18项。国家重点研发计划项目的资金来源为中央财政经费,一个项目的财政经费在2亿元以上。
(2)A股上市企业研发费用
锂电池行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平不算太高。从A股市场来看,2017-2021年,我国锂电池板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,锂电池板块上市公司研发总费用约46.75亿元。
2、锂电池技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从锂电池相关论文发表数量来看,2010年至今我国锂电池相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见锂电池科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有69366篇锂电池相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解锂电池技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,正极材料、负极材料、电解质、集流体等关键词涉及的专利数量较多,说明锂电池领域近期的研发和创新重点集中于正负极材料、电解质等领域。
(3)专利聚焦领域
从锂电池专利聚焦的领域看,目前锂电池专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于锂电池、锂离子电池、正极材料、负极材料、电解液等。
主要锂电池技术对比分析
根据分析磷酸铁锂、三元锂电池的技术特性,可以看出磷酸铁锂电池在安全性、经济性、原材料丰富度和循环寿命方面优势明显,而三元锂电池在能量密度、低温性能和充电效率方面优势明显。因此,磷酸铁锂电池技术更适合用于中短距离用车(中低端车型)、电动自行车、储能等场景;三元锂电池技术更适用于长距离用车(高端车型)、消费电子、医疗等场景。
锂电池技术发展痛点及突破
1、锂电池技术发展痛点
(1)缺乏高能量密度的正负极材料产业化应用
尽管锂离子电池技术和市场快速发展使得电池能量密度已有明显提升,然而缺乏可行的未来正极材料来继续提高锂离子电池的能量密度,给锂离子电池产业持续发展带来了重大挑战。
(2)锂离子电池安全问题亟待解决
另一方面,锂离子电池安全问题也是锂离子电池技术发展的痛点之一。锂离子电池安全问题的根源主要是电池的热失控。主要是由于锂离子电池内部具有很强的燃爆条件,其内部的易燃性材料如低熔点可燃有机脂类化合物、石墨负极材料都会成为相应的“燃料”,在充放电以及运行过程中不当的热管理将成为锂电池安全事故的导火索,最终引发燃爆事故。
2、锂电池技术发展突破
(1)锂电池结构创新设计
锂电池电芯集成方式的革新是锂电池的重要结构创新,例如CTP(Cell To Pack)即跳过标准化模组环节,直接将电芯集成在电池包上,提高能量密度。
(2)固态电池技术
目前,锂离子电池面临着安全性差的问题,固态电池可在安全性、能量密度、温度范围等方面突破锂离子电池的局限。
锂电池技术发展方向及趋势:短期提高电池能量密度、长期技术路线多元化
短期内,提高锂电池能量密度主要通过对现有材料体系的迭代升级和电池结构革新来实现。其中,锂电池材料体系的迭代升级包括正负极材料、电解液和隔膜的迭代升级;电池结构革新又包括电芯、模组、封装方式等的结构改进和精简。
从长期来看,由于磷酸铁锂电池能量密度上限较低,并且为了应对不同应用场景下的不同需求,锂电池技术路线将朝多元化方向发展。除了酸铁锂电池和三元锂电池之外,固态电池、磷酸锰铁锂电池、富锂锰基电池等新型锂电池技术路线的发展趋势向好。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
2018年6月份,Elon Musk在推特发表宣言,称想要从现有的NCA方向上继续减少钴的用量。
2月18日,一则关于特斯拉将使用宁德时代“无钴电池”的新闻迅速传开。在三元锂电池大行其道的当下,磷酸铁锂电池重回热点。
提到磷酸铁锂,相信大家并不陌生,但受限于当时的电池技术和国家补贴政策,磷酸铁锂一直在新能源商用车和储能领域发光发热。
近年来,是什么让磷酸铁锂又重新回到乘用车领域,与三元争“一哥”呢? 下面,就让我们就来扒一扒这其中的原因。
视频版:三元VS磷酸铁锂?谁才是国内动力电池的“一哥”?
两款电池的的负极、电解液及隔膜等均类似, 最大的区别在于正极材料,并以此取名 。
三元电池有NCM和NCA两类。NCA镍钴铝电池,主要应用于圆柱电池中,例如特斯拉。而国内绝大部分车型都采用NCM镍钴锰电池。
三元常见的表达方式还会在NCM后加一串数字,例如NCM523、NCM811等,代表了镍钴锰在材料中的大概比例。
受结构影响,磷酸铁锂和三元在性能方面各有优劣,我们从大家最关心的几个点依次分析: 能量密度、快充性能、循环寿命、安全性、成本 。
能量密度:
对于用户来讲,续航里程是首要关注点。在其他因素相同时,能量密度越高,意味着续航里程越长。
从电芯层面来讲, 三元电池能量密度更高 。磷酸铁锂正极材料的额定电压、理论比容量(mAh/g)均低于三元电池,且其能量密度已开发到“天花板”。
而 三元NCM电池还可以通过提高Ni元素比例 ,进一步提高实际比容量(mAh/g), 提高电芯能量密度 。
快充性能:
快充时间,尤其是低温快充,作为制约电动 汽车 发展的关键因素之一,也是改善用户用车体验的关键点。
理论上,三元电池有优势 。其 二维的锂离子脱嵌通道 与均衡的电解液设计,使得在充放电过程中, 锂离子可以在一张面上快速移动脱嵌 , 充电速率自然就快了起来。
而磷酸铁锂结构因其一维的锂离子脱嵌通道,和侧重高温性能的电解液设计,导致其锂离子迁移速率慢,尤其是低温充电速率慢。 这一特性直接影响了其在乘用车领域的应用。
循环寿命:
理论上, 磷酸铁锂在寿命方面存在优势 。 其橄榄石晶体结构更稳定 ,膨胀更低、电化学反应更稳定。
安全性:
磷酸铁锂电池在安全方面具有无可比拟的优势 。其正极电压低,不存在类似于三元的释氧热链式反应, 热稳定温度可以达到300℃以上,而三元电池在150-200℃左右。
经济性:
价格上,目前磷酸铁锂LiFePO4有明显优势 , 原材料相对价格便宜,国内产业链相对成熟。
而想要降低三元NCM (LiNixCoyMn1-x-yO2) 电池价格,钴元素是关键。 钴主要是伴生矿,产量少且分布不均,全球钴矿主要集中在刚果(金),澳大利亚、古巴等地,约占全球储量的80%,2018上半年刚果(金)政局变动便造成钴价大幅波动,价格持续高涨。
粗略比较,磷酸铁锂要比三元价格便宜0.1~0.2元/Wh。 对于一个50kWh电池包,仅电芯就可降本近0.5~1万元。 这对整车生产厂商和用户都是一个不小的吸引点。
简单说,三元在能量密度、快充速度方面有优势,磷酸铁锂在循环寿命、安全、经济性上有优势 。
但在电动 汽车 发展前期,电池包能量密度<140Wh/kg,整车NEDC续航里程大多低于300km。 当时影响电动 汽车 发展的瓶颈在于续航里程,且有国家补贴政策支持,可弥补经济性的不足,所以三元锂电池是首选。
随着国家新能源补贴政策的退坡,新能源 汽车 要开始与传统燃油车赤身拼搏,各整车生产厂商都面临巨大降本压力。与此同时, 磷酸铁锂电池被人诟病的能量密度和充电缺点,也在随着技术的发展得到改善 。
能量密度方面: 随着CTP(Cell to PACK),即是电芯直接集成为电池包技术的成熟,更高效电池包集成、更低整车能耗,磷酸铁锂车型的续航,已有能力提升至400km甚至500km以上。
充电方面: 随着电芯快充、热管理、充电桩技术的发展,应用于乘用车的磷酸铁锂电池也基本可以做到与主流三元相同的快充速率。
成本方面: 国家补贴政策退坡,NCM811电池虽降低了钴含量降低成本,但工艺复杂,现阶段生产成本较NCM523无明显优势。此时成本更低、寿命更长的磷酸铁锂电池,自然被更多车企选择,成为主流趋势。
1) 磷酸铁锂电池,充分发挥其在成本、寿命及安全方面优势主打中低端的车型和运营车,续航在400km左右。
2)三元依赖于其高的能量密度、更快的快充速度、更长的续航里程,主打中、高端车型,续驶里程≥500km。
根据市场端需求定位规划,为用户购车提供了更多的选择,不存在谁替代谁 。相信今年一定陆续会有很多经济型的磷酸铁锂和高续航的三元车型上市。
至于特斯拉,在国内大概率会采用CATL的磷酸铁锂电芯,而“cobalt free”是否是要进一步减低三元电池中钴元素含量,研发新一代电池,还耐人寻味,让我们拭目以待!