青岛科技大学在镁电池储能领域取得新进展

冶金动态
青岛科技大学在镁电池储能领域
取得新进展
可充电镁电池技术表现出低成本㊁高安全性和相对较高的能量密度等特点,然而,在实际应用条件下(高面容量和快充放电速率等),提升金属镁的沉积/溶解性能以及解析金属镁-电解质界面化学组分和结构是当前可充镁电池发展所面临的重要课题㊂此外,当前常用的四类镁电池电解质其沉积/溶解镁能力在不同文献报道中差别较大㊂
针对上述两方面问题,青岛科技大学材料科学与工程学院教授李桂村㊁副教授张忠华,联合中国科学院青能所崔光磊研究员在镁电池电解液及镁沉积界面形态方面进行了深入研究,并取得阶段性进展㊂
研究结果表明,镁电池电解液的溶液化学性质以及金属镁-电解质界面对金属镁负极的可逆性以及金属镁沉积物形貌起着至关重要的作用㊂在高面容量(5~10mAh /cm -2
)条件下,当前常用的四类镁电解质所组装的Mg /Cu 非对称电池会发生严重的内部短路,但是发生短路的时间各不相同㊂进一步的光学和电子显微镜分析表明,在金属镁剥离过程中,负极表面会形成的多孔阵列状和半球形的腐蚀坑,随后的金属镁沉积过程,镁离子优先被还原并沉积形成松散的相互连接的大块聚集体,而不是均匀且密实的膜状沉积物㊂所形成的相互连接的颗粒状金属镁沉积物易于渗透并进入多孔隔膜,进而导致电池失效㊂另外,通过X 射线光电子能谱刻蚀技术可以发现,从沉积物的表面到内部都显示出金属铝的共沉积现象,而镁沉积物的近表面中还存在含氯的化合物,相关物种分析及其形成机制仍需要进一步研究㊂
(资料来源:中国有色金属报)
新疆众和铝钢直焊技术实现突破
在新疆众和股份有限公司冶金建设工程分公司
的厂房一隅,一台工业机器人正在精细焊接铝导杆和钢爪,这是新疆众和近期自主研发的新冶金技术 铝钢直焊技术㊂该技术不仅突破了铝钢异种焊接的技术难题,还实现了较传统技术节电30%,对推动行业技术升级㊁加快传统电解铝企业绿色转型具有重要意义㊂
铝钢异种金属直接焊接此前一直是困扰铝行业的一项技术难题,传统的铝钢焊接技术采用爆炸焊片的方式,以爆炸块作为过渡以实现铝钢连接,焊接过程中会产生3道焊缝,同时焊接还存在压降高㊁能耗高㊁脱落风险高的问题㊂为解决铝钢异种直接焊接的技术难题,新疆众和历经5年的自主研发,终于研发出了新铝钢直焊技术,该技术采用特殊工艺将铝面与钢面直接连接,无需过渡块,焊缝界面材料实现原子级结合,焊缝数量仅有1道,焊口处较传统焊接技术压降降幅达10~20mV,可实现节电30%,节能降耗优势显著㊂
此外,新铝钢直焊技术采用机器人自动焊接,高效稳定,铝钢熔合率可达95%以上,铝钢结构焊接强度≥70MPa,结构服役时限≥5年;配套新疆众和冶金公司自主研发的结构型节能钢爪,寿命较铸造钢爪延长一倍,综合吨铝节电可达50~75kW ㊃h,可有效降低企业能源㊁检修等综合成本㊂
目前,该项技术和产品已在多家企业的400kA 电解槽上挂槽试用,通过现场数据验证,压降降低已实现节电30%的目标,综合性能得到客户一致认可,意味着该项技术已进入 技术+产品+试用”的全面推广阶段,将为广大电解铝企业进一步转型发展提供新的突破口㊂
新疆众和多年来一直专注技术研发,拥有自主知识产权的强磁场金属焊接技术㊁异种金属铝钢焊接技术及节能钢爪等新技术和产品,其冶金业务涵盖电解槽新建维修改造㊁工业炉窑及配套设备设计及节能改造㊁冶金结构制作加工㊁电解固废循环利用㊁环保装备设计安装等五大板块,具备为铝企提供技术服务㊁设计安装㊁工程施工的成套服务能力㊂
(资料来源:中国有色金属报)
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