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发表等离子论文

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发表等离子论文

周怀北 , 留美归国博士,博导, 教授 武汉大学国际软件学院院长武汉大学高科技研究与发展中心主任 武汉大学软件工程国家重点实验室和计算机学院 教授湖北省留学人员创业圆管理办公室主任 1964年2月出生于湖南省湘潭。1984年7月,1987年8月毕业于武汉大学空间物理及无线电物理专业,分别获得理学学士和硕士学位。1987年9月开始在中国科学院中国科技大学研究生院(北京)攻读博士学位,研究空间等离子体探测技术。1990年9月获得美方奖学金去美国留学,1994年5月获得马里兰大学(University of Maryland)无线电物 理博士学位。 同年5月到1996年 1月在 美国 国家标准局 (National Institutes of Standards and Technology)做博士后,研究生物信息工程. 工作期间,1996年到 1999 年还在乔治。华盛顿大学 (George Washington University)学习工商行政管理(MBA). 1996年1月到1999年 5月在 美国通用电气公司 (GE)任高级工程师从事卫星通讯技术的研 发。1998年5月至2002年4月受聘于美国 Motorola/Nextel移动通信公司,任高级经理,从事移动通讯网络的研究与开发。现任中国旅美科学家协会理事,北美国际交流中心执行理事,曾任武汉大学华盛顿地区校友会会长。 主要研究成果:先后在国际知名刊物上发表专业论文30多篇,并多次在国际学术会议上宣读论文。国际上首次计算出运动卫星天线在磁化三维空间等离子体中的辐射场并将结果应用于航天与地面电磁辐射试验室。首次发现蛋白质大分子运动的混沌行为,此发现对蛋白质的结构预测有重要意义,其论文被美英德法等国科学家大量引用。不仅在大学和研究院从事学术研究,还在通用电气(GE)公司卫星通讯部和NEXTEL移动通讯公司从事技术开发,共写出内部技术报告12篇并有美国专利申请,内容覆盖卫星通讯和移动通讯等领域,包括通讯网络 设计,监测和优化。2003年获得中国科学院海外杰出人才基金(又称”百人计划”).研究领域:1)无线通讯工程,包括移动通讯和卫星通讯,网络设计,监测与优化,第三代移动通讯技术的开 发;2)生物信息工程,蛋白质结构预测,蛋白质大分子的动力学与混沌行为,计算机模拟蛋白质三维结构及其在制药方面的应用。代表性著作 : 代表性论文 : 气体放电等离子体中朗缪尔探针应用中的问题、GPRS 数据传输技术及实时数据采集应用、电离层离子丰度对哨声传播经度效应的影响、哨声谱与出口点的关系

日子又过了一天 坐等端午放假 武汉大学校长在此留笔

李和平从事大气压放电等离子体方面的基础和应用研究工作,包括热等离子体条件下高温部分电离气体的三维和非平衡特性的数值模拟和实验研究工作,大气压等离子体喷涂过程中颗粒行为的研究,大气压非平衡冷等离子体放电特性的数值模拟和实验研究工作,以及等离子体在高级材料加工、基因控制、环境净化、国家反恐行动、废物处理、消毒灭菌、以及战地生化清洗方面的机理研究和应用研究工作。曾获得2002年度清华大学优秀博士论文二等奖,2002年度蔡诗东等离子体物理奖励委员会等离子体物理博士论文奖及2004年度全国优秀博士学位论文提名奖等奖励。在国内、国际学术会议及学术期刊上发表论文53篇,其中SCI检索论文12篇。

周怀北 , 留美归国博士,博导, 教授 武汉大学国际软件学院院长武汉大学高科技研究与发展中心主任 武汉大学软件工程国家重点实验室和计算机学院 教授湖北省留学人员创业圆管理办公室主任 1964年2月出生于湖南省湘潭。1984年7月,1987年8月毕业于武汉大学空间物理及无线电物理专业,分别获得理学学士和硕士学位。1987年9月开始在中国科学院中国科技大学研究生院(北京)攻读博士学位,研究空间等离子体探测技术。1990年9月获得美方奖学金去美国留学,1994年5月获得马里兰大学(University of Maryland)无线电物 理博士学位。 同年5月到1996年 1月在 美国 国家标准局 (National Institutes of Standards and Technology)做博士后,研究生物信息工程. 工作期间,1996年到 1999 年还在乔治。华盛顿大学 (George Washington University)学习工商行政管理(MBA). 1996年1月到1999年 5月在 美国通用电气公司 (GE)任高级工程师从事卫星通讯技术的研 发。1998年5月至2002年4月受聘于美国 Motorola/Nextel移动通信公司,任高级经理,从事移动通讯网络的研究与开发。现任中国旅美科学家协会理事,北美国际交流中心执行理事,曾任武汉大学华盛顿地区校友会会长。 主要研究成果:先后在国际知名刊物上发表专业论文30多篇,并多次在国际学术会议上宣读论文。国际上首次计算出运动卫星天线在磁化三维空间等离子体中的辐射场并将结果应用于航天与地面电磁辐射试验室。首次发现蛋白质大分子运动的混沌行为,此发现对蛋白质的结构预测有重要意义,其论文被美英德法等国科学家大量引用。不仅在大学和研究院从事学术研究,还在通用电气(GE)公司卫星通讯部和NEXTEL移动通讯公司从事技术开发,共写出内部技术报告12篇并有美国专利申请,内容覆盖卫星通讯和移动通讯等领域,包括通讯网络 设计,监测和优化。2003年获得中国科学院海外杰出人才基金(又称”百人计划”).研究领域:1)无线通讯工程,包括移动通讯和卫星通讯,网络设计,监测与优化,第三代移动通讯技术的开 发;2)生物信息工程,蛋白质结构预测,蛋白质大分子的动力学与混沌行为,计算机模拟蛋白质三维结构及其在制药方面的应用。代表性著作 : 代表性论文 : 气体放电等离子体中朗缪尔探针应用中的问题、GPRS 数据传输技术及实时数据采集应用、电离层离子丰度对哨声传播经度效应的影响、哨声谱与出口点的关系 鱼男人seo

等离子体期刊投稿

PHYSICAL REVIEW E是美国物理协会出版的期刊,其详细信息如下:期刊名:PHYSICAL REVIEW E出版国家:UNITED STATES出版商:Published by the American Physical Society through the American Institute of Physics出版周期:Semimonthly(半月刊)出版年份:2001语言:English(英语)影响因子:2.313ISSN:1539-3755 (印刷版)ISSN:1550-2376 (电子版)研究领域:物理-物理:流体与等离子体期刊官方网站 期刊投稿网址 通讯方式 AMER PHYSICAL SOC, ONE PHYSICS ELLIPSE, COLLEGE PK, USA, MD, 20740-3844平均审稿速度(网友分享经验) 平均3.3 个月的审稿周期 平均录用比例(网友分享经验) 较易

牛人帮你解读催化方面的杂志(对大家投稿很有帮助)lichao5263我对Topics in Catalysis和Catalysis Today杂志感兴趣。现在我已经在Topics in Catalysis实现零的突破,期望在不久的将来也能在Catalysis Today上发表文章。这两本杂志发表会议专辑、祝寿专辑和专题文集。也就是说参加某些会议,比如北美催化学会、美国化学会、国际均相-多相催化关系会议等,有可能有会议论文可以发。一般,有名人物的邀请报告大会报告发表在Topics in Catalysis、Catalysis Today杂志上,其它百余篇口头报告和墙报发表在Studies in SurfaceScience and Catalysis上,甚至没有地方发表。能轮到发表是好事情,但是这些专辑的缺点是发表前的等待时间非常久,至少一两年。因为只要有一个人投稿比较慢,别人都得等他。所以很多人选择写那种“自由体”文章,即用点已经发表的旧数据,用点没有发表过的不能独立成文的废数据,用点以后即将发表的新数据“凑”成一篇文章。论档次么,个人感觉Topics in Catalysis比Catalysis Today更好一点,因为前者选择文章更精,是个贵族杂志,很多有名的人都在上面发文章,而且档次不高的学术会议也包不到Topics in Catalysis发表会议论文专辑。Topics in Catalysis上各种类型的文章都有的。有的象典型的科研论文,有的象Accounts,有的是“自由体”文章。和发表在Applied Catalysis上的文章相比,Topics in Catalysis上的文章更具有自由度,更加随便一点。有的文章虽然报道了部分新的数据,但是连实验部分也没有的:原来,新的实验是塞到小综述里面,作为小综述来讲的。有的文章实验结果部分和发表在其它催化杂志上的结果部分没有多少区别,只是在Introduction部分讲了很多背景知识,用了一些时髦的卡通图说明大气环境污染的途径,说明这一个领域发表文章数目的柱状图,这显然是把开会时秀的图也用上了。这在其它严肃催化杂志上是不可以的。还有的文章要么纯粹讲催化剂量子化学结构模型,要么用某种单一的仪器进行表征,要么综述文献,要么单一地讲沸石分子筛的合成,连活性曲线也没有的。而Catalysis Today上很多文章介绍最新实验的居多。但有的专辑比较偏,比如介绍反应器的文章,介绍等离子体在催化中应用的文章。Catalysis Letters虽然名字叫“催化快报”,但是其实文章长度的自由度比较大,从3页到15页都有的。一般要求6页,但是我也看到有的文章看起来象是被Journal of Catalysis退稿了才发表在Catalysis Letters。个人感觉Catalysis Letters发表的文章良琇不齐,有的差的文章只相当于催化学报上文章的水平。大部分文章具有一定新颖性,但是做实验并不全面。好比说有的文章就只有动力学曲线,有的有机催化的文章只用表告诉读者什么反应多少产率,有的文章催化剂表征也没有的。Applied Catalysis A: General更适合发表报道新催化剂用于和工业生产有关的反应,如费-托合成、加氢脱硫水气变换、蒸气重整、烷基化。一个目前正在热起来的方向为固体催化剂的有机催化,如精细化学品的选择氧化、手性催化等。大体上,如果作者能在文章中说最近某化学公司公开了某反应的流程,但是对催化剂配方没有详细报道,本文详细研究这个反应,这样就能引起读者的兴趣。有时Applied Catalysis A: General还报道改性的中孔分子筛和复合氧化物的催化。仔细阅读了2007年1月27日的Applied Catalysis A: General,发现里面的文章很多上是没有专门的讨论部分的。大体上,典型的文风是这样的:报道一个有工业应用价值反应的新催化剂,测试了不同条件下催化剂的效果,运用各种仪器进行表征,并进行初步解释。Journal of Molecular Catalysis A: Chemical和Applied Catalysis A: General具有同质性,区别是Journal of Molecular Catalysis A: Chemical更多发表均相催化、金属有机催化.鼓励的方向是离子液催化、超临界催化、emulsion催化。这里面发表的多相催化的文章和在Applied Catalysis A: General上发表的文章没有非常大的区别,细微的差别就是如果反应是别人不感兴趣的探针反应,如异丙苯裂解、异丙醇脱水,更适合Journal of Molecular Catalysis A: Chemical。固载型的均相催化剂的催化也适合Journal of Molecular Catalysis A: Chemical。如果只是报道催化剂合成,没有报道反应活性的文章不适合Journal of Molecular Catalysis A: Chemical。现在做光催化非常热门,很多文章泛滥,投Applied Catalysis B: Environmental投不中的光催化文章可以考虑送Journal of Molecular Catalysis A: Chemical。总体感觉Journal of Molecular Catalysis A: Chemical比较朴素,发表普通的文章。最近一年该编辑部修改了办刊方向,更加强调机理研究,不欢迎纯粹催化剂制备和表征(而没有详细反应)的文章,想必投稿更困难,每期发表的稿件也少了很多。Applied Catalysis B: Environmental主要发表环境催化,如汽车尾气催化、臭氧分解、氯化有机物催化燃烧、污染水的湿氧化、光催化、加氢脱氯等。Catalysis Communications我从来没有投过。要求是最多只能引35篇文献,图不能超过5章,没有Supporting Information。Journal of Catalysis是催化类最好的杂志,也是名流经常出没的杂志。浏览每一期杂志,发现上面经常出没的都是一些大头,比如Iglesia、Lercher、Baiker、De Vos、Jacobs、Corma、Niemantsverdriet、Davis、Li等人。一般无名小辈发表文章非常困难。不过最近该杂志也有不少中国人名字在那里出没。通过阅读一些最新文献,发现现在Journal of Catalysis固然保持一种工作非常细致的传统,一个新的动向是更加强调新颖性。比如有的材料工作者用材料学的方法合成出各种形状的CeO2,测其催化活性;有的材料工作者用材料方法把金属颗粒包在沸石“胶囊”里面达到特定的催化目的;有的催化工作者用emulsion介质做手性催化;有的催化工作者研究了金催化剂的别人从来没有报道过的有机催化反应,拓宽了金催化剂的应用;有的催化工作者说金块也有催化活性的,打破了以前的成见。以上这些就是创新性。这些文章的数据未必很多,但是具有创新性,也一样能发表。并且这类文章比较general,语言通俗易懂,适合大众口味,有点向JACS的长文章的风格靠拢。可以说,大概有些Journal of Catalysis研究简报的文章就是投Angew Chemie投不中才发Journal of Catalysis研究简报的,具有一定的创新性,否则审稿人就要说你可以投Catalysis Letters的。至于长文章,光催化效果好,只有几条活性曲线,是投不中那个杂志的。一般,要刻苦工作一年才能出篇Journal of Catalysis长文章。

langmuir的审稿周期是3个月。

Langmuir (朗缪尔)是美国化学学会出版的期刊之一,创刊于1985年,其名来源于1932年诺贝尔化学奖得主欧文·朗缪尔的姓氏。现在的主编是加拿大多伦多大学化学系的教授Prof. Gilbert C. Walker,主要发表表面化学和胶体化学领域的论文。

2018年的影响因子为3.683,JCR分区为化学大类2区Top,小类分区为3区(物理化学,材料科学),最近几年的年发文量为1700篇左右。Langmuir为标准同行评审的非开源期刊,出版周期为半月,审稿周期为2~3月,投稿命中率为45%。

研究成果

Langmuir吸附理论作为电影的一个分子厚的水面后面向与亲水端(也许是酒精或酸)的脂肪链组成的油,亲水基团与水和疏水链成群一起上表面。从已知的体积和面积的油,这使得光谱技术的分子结构进行调查之前,可以很容易地确定薄膜厚度。

当他继续研究在真空和不同的气体环境中的细丝,他开始学习热丝(带电粒子发射热电子发射)。他是第一工作的科学家之一等离子体是第一次调用这些电离气体,该名称,因为他们提醒他的血浆。Langmuir和唐克斯发现,现在被称为等离子体电子密度波的朗缪尔波。

护理论文等离子器械发表

有很多期刊都可以发表的呀,,护理类的可以发表在医学类或者护理类的,护理学也可以,其它医学类的肯定也有很多不错的,你好好找下,肯定能找你想发表的期刊!

医院护理论文发表和其他论文发表流程一样,都要经历:准备稿件→投稿→审稿后如录用先发来用稿通知扫描→付清款项→邮寄用稿通知单原件→发表并寄样刊这个流程。但在论文格式中我们应该注意以下问题:(1)署名和文章命名不规范:文章署名的次序应按对文章的贡献大小排列,人数一般以不超过三人为宜,超过者可在脚注中予以说明;一般论文的作者及其工作单位署名应在文题之下,团体作者的执笔人及简讯、短评、动态、消息等可标注在文章末尾;科研论文一般不要用笔名或化名。(2)图表、表格绘制不正确:主要表现为表中主谓语位置颠倒;图的纵标目未顶左底右,自下而上;说明性的资料未置于图表下方等等。(3)结构顺序混乱颠倒:很多护士在书写论文时根本没有清晰的思路,也不清楚各种论文的规范格式,导致论文条理不清晰,顺序混乱颠倒。(4)参考文献标注不准确:在论文核心内容如护理方法上标注参考文献,实际上仅是部分观点使用了参考文献;内部资料等非公开出版物做参考文献;缺少必要的参考文献,如“据报道”后无参考文献等。

只适用于EE类的一些期刊大家说了作者的操作流程,期刊收到之后发生了什么呢?一般来说,首先会有秘书对投稿的论文做格式和材料初审,通过后会给主编,主编粗粗看一眼方向,再把稿子给领域相近的编委。编委收到之后会开始根据主题来邀请审稿人,sci期刊的审稿人2-5人不等,质量越高的审稿人越多。等到足够多的审稿意见回来之后,编委根据意见开始给主编作出建议。大期刊一年要收多达一两千篇投稿,主编自己是看不完的,所以说编委的意见几乎是决定性的,主编很少会推翻编委的决定。而编委的决定主要来自审稿人的意见,目前ee类的期刊,大致趋势是:所有审稿人同意接收稿子才会接收:一人决定拒稿本次就会拒稿,除非有审稿人极力表扬这篇文章,或是编辑本人就是该小领域专家,才会考虑另做决定。所以说,越好的期刊审稿人数越多,越容易被拒稿,众口难调么。如果实在找不到审稿人,稿子往往会被退回给作者,建议另投别处。审稿人也不一定就是靠谱的,说不定只是个半吊子的学生(比如我当年。。),也可能和你在学术对立面,也可能只是一知半解还要硬充好汉刷存在感。从我个人审稿经验来说,国人的主要问题一是选题不好,往往把技术工程报告和学术论文当作一回事,二是写作质量欠缺,图表和格式组织给人第一印象就很差。还是把我家大神安慰我的话再送给大家一次:论文发表了不要太高兴,你只是遇到了喜欢你的论文的人;拒稿了也不要伤心,只是遇到了不喜欢你的论文的人。

要是没有规定,你可以自主决定去哪里发表,哪个网站都可以,

离子期刊投稿

给期刊投稿,方法如下:1、选择邮寄方式进行投稿。首先确认要邮寄投递的地方与自己的稿件要内容相符。确定好自己的信息。邮寄之后就等待投递结果即可。这个不行继续投递下一个。2、还可以选择网上投递,使用电子稿件进行投递,网上投稿采用的可能性更大。因为这样可以加快编辑的处理速度,更快的处理稿件结果。

推荐《仪器仪表学报》,属于EI期刊,收录如下:

《仪器仪表学报》被以下数据库收录:

CA 化学文摘(美)(2014)

SA 科学文摘(英)(2011)

JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)(2013)

EI 工程索引(美)(2016)

CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(2017-2018年度)(含扩展版)

北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊:

1992年(第一版),1996年(第二版),2000年版,2004年版,2008年版,2011年版,2014年版;

锂离子吸附发表论文

成果简介

精细的结构工程被广泛认为是提高锂存储转换型负极材料电化学性能的有力工具。 本文,中国科学院电工研究所张熊、马伟衍和中国科学院中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅等研究人员在《Adv Funct Mater》期刊 发表名为“2D Graphene/MnO Heterostructure with Strongly Stable Interface Enabling High-Performance Flexible Solid-state Lithium-Ion Capacitors”的论文, 研究提出了一种通用的静电自组装策略,用于在带负电荷的还原氧化石墨烯上原位合成层状MnO纳米(rGO/MnO)。

通过操作实验表征和理论计算证实了rGO/MnO异质结构的强界面异质结构和稳健的锂存储机制与快速 Li +扩散动力学和高锂吸附能力有关。由于快速的电荷转移、丰富的反应位点和稳定的异质结构,所合成的rGO/MnO负极具有高容量(0.1Ag-1时为860mAhg-1 )、优异的倍率性能(211mAhg-1 at 10 Ag -1 )和循环稳定性。值得注意的是,组装后的活性炭//rGO/MnO固态锂离子电容器(LICs)的柔性软包电池具有194 Wh kg -1的出色能量密度和40.7 kW kg -1的功率密度,两者均是迄今为止报道的最高柔性固态LIC之一。此外,LICs 具有超长的使用寿命,在 10000 次循环后保留率约为 77.8%,并且具有非凡的安全性,表明其具有巨大的实际应用潜力。

图文导读

图1、a) rGO/MnO异质结构的合成路线示意图。b) rGO 和 c) rGO/MnO 的 SEM 图像。d) rGO/MnO 中C、O 和Mn元素的EDS映射图像。e,f) rGO/MnO的TEM图g) HRTEM图像(插入:SAED)。

图2、a) rGO、MnO和rGO/MnO的XRD图谱。b-d) rGO/MnO 的 Mn 2p、C 1s 和 O 1s 的高分辨率 XPS 光谱。e) rGO、MnO和rGO/MnO的FTIR曲线。f) XAS 的 O K 边,g) EXAFS 光谱的 Mn K 边,和 h) MnO 和 rGO/MnO 的 WT-EXAFS 曲线。

图3、rGO/MnO异质结构的电化学性能

图4、a,b) Li +在 a) rGO 和 b) rGO/MnO 上的吸附能和相应的吸附位点。c) 计算的 rGO 和 rGO/MnO 中从初始状态 (IS) 到过渡状态 (TS) 并最终到最终状态 (FS) 的锂扩散势垒。

图5、固态柔性 AC//rGO/MnO LIC 软包电池的电化学性能

图6、a)AC//rGO/MnO LIC软包电池在2 A g -1的不同弯曲条件下2000次循环的柔性性能测试。b) 柔性固态 LIC 软包电池为 100 个红色 LED 供电。c,d) 用于检查柔性固态 LIC 软包电池安全性的测试。

小结

总之,提出了一种通用的界面工程路线,将 卷心菜状MnO纳米锚定在3D rGO“土壤”内,作为 LICs 的优良阳极。这项工作为具有高能量/功率输出的柔性 LIC 器件的实际应用提供了一种可行且可扩展的基于金属氧化物/石墨烯的电极设计策略。

文献:

车东西(公众号:chedongxi)文 | Bear

三星在全固态电池的量产之路上取得了突破性的进展!

日前,三星高等研究院与三星日本研究中心在《自然-能源》(Nature Energy)杂志上发布了一篇名为《通过银碳负极实现高能量密度长续航全固态锂电池》的论文,展示了三星对于困扰全固态电池量产的锂枝晶与充放电效率问题的解决方案。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

据了解,这一解决方案将帮助三星的全固态电池实现900Wh/L(区别于Wh/kg的计量单位,因不同材料密度不同,二者不可换算)的能量密度,1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率(也可称为充放电效率)。我国目前较为先进的固态电池技术虽然同样也能够实现1000次以上的充放电循环,但在库伦效率方面目前还达不到接近100%的程度。

据论文介绍,三星通过引入银碳复合负极、不锈钢(SUS)集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层,对固态电池的负极、电解质与正极进行了处理,有效解决了锂枝晶生长、低库伦效率与界面副反应,这三大固态电池量产所面临的核心问题,推动固态电池技术离产业化更进一步。

关键技术的突破,意味着固态电池市场卡位赛的开启,包括松下、宁德时代、丰田、宝马在内的一众玩家磨刀霍霍。可以预见,未来五年,固态电池技术将会成为这些公司技术交锋、产业布局的关键所在。

而三星,则会因为率先实现了技术上的突破,在这场竞赛中拥有相当大的领先优势。

一、全球争夺固态电池新风口 三星率先取得技术突破

固态电池一度被视为最适合电动汽车的电池技术,但这究竟是一种什么样的技术呢?

单从字面上理解,全固态电池意味着将现有电池体系中的液态电解质,完全替换为固态电解质。但在电池产业的定义中,固态电池有着三大技术特征——固态电解质、兼容高能量的正负极以及轻量化的电池系统。

固态电解质很好理解,区别于传统锂电池中所使用的碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯等液态电解质,固态电解质是一种新型的,作为电池正负极之间离子移动通道的材料,目前主要分为三类——聚合物材料、无机氧化物材料、无机硫化物材料。

与液态电解质对比,固态电解质具有高温下稳定、不易燃的理化特性,同时其机械结构也能抑制锂枝晶生长,避免其刺穿隔膜造成电池短路。

同时,常规液态电解质高压之下易氧化的特点对于固态电解质而言也不复存在,因此固态电池可采用能量密度更高、放电窗口更高、电势差更大的正负极解决方案。

而由于固态电池电芯内部不含液体,可以实现先串联后并联组装的方式,减轻了电池PACK的重量;固态电池性质稳定的特点,也可以省去动力电池内部的温控元件,进一步实现动力电池的减重。

上述三大特征所对应的,正是固态电池对比传统锂电池所具有的技术优势。简单来说,就是更高的能量密度、更大的放电倍率、更长的循环寿命以及更加轻量化的电池系统设计。

这些技术优势决定,固态电池将会是未来十年内最适合电动汽车的动力电池,以动力电池产业内部对固态电池量产进度的研判,到2025年之后,固态电池将逐渐成为动力电池领域的主流产品。

可以说,谁抢下了固态电池,谁就抢下了未来十年内,新能源产业发展的先机。

在这一思想的主导下,丰田、宝马、大众等国际一线车企,松下、三星、宁德时代等动力电池企业,甚至是戴森、NGK|NTK等跨界而来的巨头玩家,纷纷涌入固态电池领域,试图通过投资并购、技术合作、独立研发等手段,在固态电池尚未实现产业化之前完成卡位。

▲大众推出了搭载固态电池的奥迪PB18 e-tron

但当这些玩家真正下场布局的时候,固态电池的技术难度远超他们的想象。当下固态电池技术距离量产还需要解决诸多难点,有研究显示,锂枝晶的形成、界面阻抗导致的库伦效率低、固态电解质与正负极产生副反应等问题在固态电池的实验中尤为明显。

三星日前在《自然-能源》杂志上发表的论文,正式针对这些问题提出了解决方案。

▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文

首先,三星通过银碳复合材料与不锈钢(SUS)集电器减少了负极锂离子过量不均匀沉积,并采用锂离子迁移数更高的硫化物固态电解质(一般液态电解质锂离子迁移数为0.5,硫化物固态电解质锂离子迁移数为1),减少了电解质中锂离子的沉积,在负极与电解质两个区域内减少了锂枝晶形成的可能性。

其次,三星对NCM正极层进行了LZO涂层的涂覆处理,使用0.5nm的LZO涂层将正极材料与硫化物固态电解质分隔开,并通过LZO涂层自身良好的电导率实现阻抗的减小,用以提升电池系统的库伦效率。

与此同时,LZO涂层与银碳复合材料层的存在也阻断了硫化物固态电解质与正负极产生副反应的可能,最大限度地保证了固态电池在工作过程中的正常表现与可循环性。

通过这套解决方案,三星的全固态电池实现了900Wh/L的能量密度、1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率。

而同样在研究固态电池的丰田、松下团队,目前的固态电池技术虽然能做到更高水平的循环次数,但其能量密度仅为700Wh/L,库伦效率也在90%左右。宁德时代的固态锂电池理论上能够做到1000Wh/L以上的能量密度,但在库伦效率方面,同样要弱三星一筹。

三星的这套解决方案有效地克服了固态电池产业化的技术难点,如果以卡位赛的思路来评价三星在众多对手中间的地位,那么三星在固态电池关键技术上的突破,无疑为其赢下了起跑阶段的优势。

二、三星解决锂枝晶生长问题的三大法门

三星在全固态电池研究过程中遇到的第一个难题就是锂枝晶问题,锂枝晶的形成对于所有的锂电池而言,都是不得不面对的问题。

其生成原理是锂离子在负极与电解液中的不均匀沉积,所形成的树杈状的锂离子结晶体,这些结晶体在放电倍率超过电池设计上限以及长期的充放电循环中均有可能出现。

而锂枝晶一旦出现,则意味着电池内部的锂离子出现了不可逆的减少,同时锂枝晶会不断吸附游离的锂离子实现生长,最终可能会刺破隔膜,导致电池正负极直接产生接触引发短路。

曾有观点认为,固态电解质的力学特性能够抑制锂枝晶的生长,阻止其对隔膜的破坏,但实际上,这样的设想并未实现。

有研究显示,通过固态电解质离子通道的锂离子抵达负极时的位置更不均匀,固态电解质与负极界面之间也存在间隙,因此容易造成锂离子的不规则沉积,从而形成锂枝晶。并且在这种情况下,导致锂枝晶出现的电压甚至低于传统的锂电池。

面对这一难题,三星提出了一种三合一的解决方案:

1、银碳复合材料层

三星在硫化物固态电解质与负极材料之间,添加了一层银碳复合材料层。

其充电过程中的工作原理,是在锂离子通过电解质抵达负极最终沉积的过程中,使锂离子与银碳材料层中间的银离子实现结合,降低锂离子的成核能(可简单理解为聚集在一起的能力),从而使锂离子均匀地沉积在负极材料上。

▲银碳复合层(红线部分)在电池结构中的示意图

而放电过程中,原本沉积在负极材料上的银-锂金属镀层中,锂离子完全消失,返回正极,银离子则会分布在负极材料与银碳复合材料层之间,等待下一次充电过程中锂离子的到来。

针对银碳复合材料层是否在锂离子沉积过程中产生了效果,三星团队进行了对照实验。

首先,该团队研究了无银碳复合材料层,负极直接与硫化物固态电解质接触的情况。

当充电率(SOC)50%,且充电速率为0.05C(0.34mAh/cm2)时,尽管锂离子在负极的沉积并不致密,但其沉积物较厚且形状随机,具备生成锂枝晶的可能性。

▲无银碳层时锂离子在负极的沉积情况

并且,在10次完整充放电循环之后,该电池容量与初始容量对比出现了大幅下滑,大约在经历了25次充放电循环之后,电池的容量已经下降至初始容量的20%左右。

▲无银碳层电池电量衰减情况

据三星研究团队分析,这种情况很可能是电池内部产生了锂枝晶,导致活动的锂离子数量大幅减少,从而减少了电池的放电容量。

而在存在银碳复合层的情况下,首次充电过程(0.1C,0.68mAh/cm2)中,锂离子通过银碳层后,在负极形成了致密且均匀的沉积物。

据三星研究团队推测,银碳层中的银在锂离子经过时,与锂离子进行结合,形成银锂合金,降低了锂离子的成核能,并在抵达负极的过程中形成了固溶体,使锂离子均匀地沉积在负极材料上。

▲银离子在多次循环后的分布情况

而在随后的放电过程中,电子显微镜下的图像显示,锂离子100%返回了正极材料,并未在负极材料中存在残留,这意味着本次充放电的过程中,锂离子几乎没有发生损失,也没有存留沉积,避免锂枝晶的形成。

2、SUS集电器负极

银碳复合材料层很大程度上解决了锂离子不均匀沉积的问题,但为了尽可能减少锂枝晶的形成,还需要对电池中“过量”的锂进行削减。

提出这一说法的原因,是因为三星发现被盛传适合作为高能量密度(3,860 mAh g?1)负极材料的金属锂,在固态电池中并不适用。

过量的锂在高电压的作用下很可能会自发聚集,形成锂枝晶。

因此,三星在其全固态电池解决方案中使用了不含锂的不锈钢(SUS)集电器作为负极,作为锂离子的沉积载体和电池的结构体而言,SUS材料的机械强度十分可靠。

并且由于负极材料不含锂,也能够抑制锂枝晶的形成。

3、辉石型硫化物固态电解质

锂枝晶形成的另一处位置是电解质,由于传统电解质锂离子迁移数通常为0.5,过量放电造成的大量锂离子迁移会使锂离子沉积在离子通道内,在长期的循环中有可能形成锂枝晶。

而三星在全固态电池解决方案中使用的电解质是锂离子迁移数为1的辉石型硫化物固态电解质,其锂离子迁移数较一般电解质更大,不容易使锂离子沉积其中,因此也能够抑制锂枝晶的形成。

通过上述三种方法,三星的全固态电池解决方案有效避免了锂枝晶的形成,在其数千次的循环试验中,采用这一方案的固态电池没有形成锂枝晶。

三、特殊涂料解决阻抗问题 充放电效率高达99.8%

针对全固态电池研发的另外两个难点——界面阻抗高引起的库伦效率问题、固态电解质与正负极产生副反应的问题,三星也给出了解决方案。

在固态电池中,固态电极与固体电解质之间会形成固-固界面,与传统电池的固-液界面拥有良好的接触性不同,固体与固体之间的直接接触难以做到无缝。即是说,固-固界面的接触面积要比相同规格的固-液界面接触面积小。

根据接触面积影响离子电导率的原理,接触面积越小,界面之间的离子电导率就越低,阻抗也就越大。

而在相同电压下,阻抗越大,电流也就越小,电池的库伦效率就越低。

不仅如此,固态电解质在与活性正极材料接触的过程中,也会产生界面副反应。

根据加州大学圣地亚哥分校的研究成果,正极锂离子脱嵌过程中产生的氧将会与硫化物固态电解质中的锂产生强烈的静电作用,电解质与正极材料之间阳离子的互扩散会形成SEI膜(一种覆盖在电极表面的钝化层),并在反复的循环中出现增厚、阻碍离子运输的现象。

这一现象也会导致电池的库伦效率降低。

为应对上述两个问题,三星在正负电极方面均进行了处理。

在正极方面,三星通过对正极NCM材料涂覆一层5nm厚的LZO(Li2O–ZrO2)涂层,用来改善正极与电解质固-固界面的阻抗性能。

▲NCM正极材料外涂覆的LZO涂层

与此同时,涂覆的LZO涂层阻断了正极材料与硫化物固态电解质之间的副反应,这使得二者间不会出现SEI膜,库伦效率得到了提升,放电容量的衰减也同时被大幅减缓。

在负极方面,硫化物固态电解质通过银碳层与负极间接接触,界面阻抗同样得到了改善,银离子还能够帮助锂离子完成在负极的均匀沉积,阻抗进一步减小。

而三星使用SUS集电器作为负极材料的另一个原因也是因为SUS集电器与硫化物几乎不产生反应,也就是说负极与硫化物固态电解质的副反应的可能性也被断绝。

除此之外,三星所选用的辉石型硫化物固态电解质拥有与一般液态电解质相同的离子传导率(1-25ms/cm),因此,该电解质本身的导电能力就很强,对于提升库伦效率也有帮助。

在三星研究团队1000次的充放电循环中,该套电池解决方案的平均库伦效率大于99.8%。而在去年7月,我国中科院物理所发表的固态电池解决方案中,其电池的库伦效率大约为93.8%。

四、三星领先一步 其他玩家仍有五年窗口期

三星的全固态电池解决方案,在一定程度上解决了当下固态电池产业化的三大技术难点。关键技术被攻克,意味着固态电池离产业化更进一步,电动汽车能用上固态电池的日子,也变得更近了。

三星研究团队在论文中直言:“我们研发的全固态电池拥有900Wh/L以上的能量密度与1000次以上的充放电循环寿命,出色的性能使得这套解决方案成为固态电池领域的关键性突破,很可能助推全固态电池成为未来电动汽车高能量密度与高安全性电池的选择。”

但需要注意的是,当一家企业宣布完成前瞻性技术关键难点突破的同时,也意味着该企业的技术壁垒正在建立,其他企业的机会则相应缩小。尤其是在电池这类技术优势大过天的产业中,技术壁垒的突破难度不言而喻。

此前,日本锂电材料商日立化成完成碳基负极技术研发,对我国材料企业的封锁时长达到30年之久。

而三星、LG化学、SKI等企业更是早早布局电池上游的隔膜、电解液、电极等领域,培养了自己的供应商体系的同时,将大量专利收入手中,形成了对其他电池企业的封锁之势。

此次三星率先突破固态电池技术难点,势必也会对其他电池企业进行专利封锁,中日韩等动力电池企业突破固态电池难点的技术路径又少了一条。

这就是三星在固态电池卡位赛中,取得先发优势的结果。

但对于三星而言,先发优势并不意味着胜券在握。固态电池的量产对于三星来说,仍有许多难点。

首先,硫化物固态电解质对生产过程的要求极高,暴露在空气中容易发生氧化,遇水易产生 H2S 等有害气体,生产过程需隔绝水分和氧气。

其次,银碳层的规模化投产需要规模不小的贵金属银的采购,成本颇高。

对于近年来盈利状况不佳的三星电池业务而言,新建产线采购贵金属的成本与固态电池量产后的市场之间形成的投入产出比,值得衡量。

因此,在固态电池的风口还未到来之前(业内认为会在2025年小规模量产),其他动力电池企业仍然拥有一段市场与技术的窗口期,固态电池的第一把交椅目前仍然虚位以待。

在日本,松下已经与丰田结盟,在两年之前拿出了700Wh/L能量密度的固态电池解决方案。

国内宁德时代近日公布的专利则显示,其全固态锂金属电池的能量密度理论上能够超过1000Wh/L,中科院物理所也完成了能将固态电池库伦效率提升至93%以上的材料研发。

美国动力电池初创公司Solid Power得到了现代、宝马、福特等车企的投资,宣布将在2026年量产能够用于电动汽车的固态电池。

可以预见的是,未来五年内,动力电池产业将围绕固态电池这一关键技术打响一场暗战。中、日、美、韩的动力电池企业均已入场布局,准备在固态电池风口到来之时,争抢该领域的龙头位置。

结语:固态电池难点被三星攻克

在此前的固态电池研发中,锂枝晶问题、库伦效率问题与界面副反应问题难倒了众多电池领域的研发团队。

但此次三星通过银碳复合材料与SUS集电器负极,有效解决了锂枝晶形成的问题,LZO涂层对正极的包覆也使得电池系统的库伦效率达到了99.8%。

可以认为,固态电池技术的关键难点已被三星攻克,固态电池产品距离量产又近了一步。

这一现象意味着在未来五年的时间里,布局固态电池领域的车企、动力电池供应商以及跨界玩家都将顺着这一思路进行研究,推动固态电池领域实现从研发到量产的突破。

综合入局玩家体量、资本助推以及电动汽车产业的需求三点来看,固态动力电池产业的风口或许很快就会到来。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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