为了更好地为新能源领域的科研工作者服务，特推出新能源周刊，整理汇总过去一周世界范围内新能源材料研究的最新成果，以期能够为各位提供最新的知识，应对不断变化的世界。你们的满意，是我们不断前进的动力！
 
1、电子器件走向印刷时代

Graphene based inks for high-speed manufacturing printed electronics
   
Novalia技术公司及其所属剑桥大学的研究人员合作开发出一种新方法，使石墨烯同其他导电材料能够以低成本、高效率的印刷方法制备出来。
 
这种方法是将石墨烯的微小颗粒加入到载体溶剂混合物中得到具有导电性的水基油墨，并以此为印刷原材料并以类似于打印纸张的方法制备出相应的导电材料。该方法的提出使电子系统进入了一个新的时代，印刷工艺在电子材料的应用，比如说廉价的印刷电子器件、智能包装、一次性传感器等等，也逐步走上商业化。
 
2、电池新形式——铜泡沫在电池中的应用

New foam batteries could transform energy storage
   
Prieto Battery公司一直致力于推动电池的发展，并与科罗拉多州立大学合作，希望构建出更安全、更高效、更长寿的电池，应用于各种应用程序和设备。
 
近来主要是围绕多孔铜结构即铜泡沫在电池中的应用展开研究，并且发现采用铜锑（Cu2Sb）在阳极上电沉积铜泡沫，可以增强稳定性并表现出优良循环性能和容量。同时使用这种电镀方法可以直接进行沉积而确保整个3D阳极连续电接触。这种材料和电池制备技术可使电池制造成本更低，更大规模的生产。
 
3、光谱扫描技术解决锂离子电池寿命短难题

Battery mystery solved: Microscopy answers longstanding questions about lithium-rich transition metal oxides
   
美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员利用显微镜和光谱互补的技术，解决了富锰锂基正极材料的结构问题。
 
这一材料由于含有过量的锂，因此其容量可达到目前常用锂电池的两倍，但同时也存在电压衰减、容量衰减、电阻增加的问题，为了彻底解决这些问题，对于该晶体材料的表面结构和体积研究是十分重要的。研究人员利用最先进的电子显微技术在原子层面观察了这种材料，同时观察了整个粒子的结构。将这些观察到的信息整合在一起，研究人员得出结论，这种材料是一种缺陷单相。随后，他们又用STEM（扫描透射电子显微镜）、EELS（电子能量损失谱）以及XEDS（X射线能量色散谱）等技术表征了材料的表面，从而首次获得了这种材料的表面结构、厚度等信息。
 
研究人员为了获得该材料全面的信息，前后共花费四年的时间致力于这项研究，目前，该研究成果已经发表在 Nature Communications 上。
 
4、锂离子电池老化的简单模型

Simple mathematical formula models lithium-ion battery aging
   
宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组设计出一个简单的数学公式，可以用来预测影响锂离子电池寿命的最主要因素。锂离子电池放电时，锂离子从负极移动到正极，充电时，锂离子做相反的运动，因此，电池使用的频率和方式决定了电池寿命的长短。
 
这款模型刚开始是为沃尔沃的电池定制的，进行模拟时发现和实验数据十分吻合。随后，研究人员致力于简化该模型并最终将其简化为一个数学公式。研究人员表示，造成锂离子电池老化的主要是固体电解质膜（SEI）造成的，随着电池使用次数的增加，在SEI膜上就会发生一系列的副反应，从而使得电池的容量减少。模型可以帮助研究人员理解这一薄膜形成过程中的影响因素，从而制造出寿命更长、效率更高的电池。而这一简化的模型仅仅考虑影响SEI膜形成的主要因素，包括充电状态（SOC）、电池完全充放电的频率、工作温度、工作电流等。作为这项研究的一部分，研究人员也利用商业锂电池比较了该公式和复杂模型的准确性，发现这一公式完全可以和复杂模型相媲美。
 
汽车制造公司可以利用这一公式分析影响电池老化的主要因素，从而将研究精力集中在这些因素上并最终解决电池老化问题。
 
5、可循环2000次的高容量锂空气电池

New lithium-air battery could drive huge performance gains
   
剑桥大学的研究人员克服了锂空气电池开发上的技术难题，可将电池容量提升5倍以上。理论上，锂空气电池是唯一一种能够让电动汽车不必携带超重电池组也能拥有汽油车和柴油车般的续航里程的电池。锂空气电池的基本化学过程比较简单。该类电池是通过将锂和氧气结合成过氧化锂产生电量，之后通过施加电流逆转该反应来进行充电。而让这些反应在很多的周期中稳定发生是很困难的。剑桥大学的科学家们通过调整化学过程来使得这些反应更加可控。例如，他们将过氧化锂转变成了相对容易处理的氢氧化锂，同时给该系统加入碘化锂。他们说，上述系统在剑桥实验室90%的时候能够生效，能够充电2000次。但他们指出，可能至少还需要10年时间才能将该技术转变成针对汽车和网格存储的商用电池。
 
如果该项技术能够成功从实验室成品变成商业产品，就可以大大延长电动汽车的续航里程。
 
该研究成果已经发表在 Science 上。


来源:材料人网