硫化硅合金价格走势最新-硫化硅合金价格走势
1.谁知道碳,硅,锰,磷,硫还有矾等对钢铁的影响和作用是
2.请问硅橡胶含硫或者氯等对钛合金有腐蚀性的元素吗?
3.钢材的相关术语
4.d205是什么材质
5.蜂巢能源-陈少杰:《全固态锂电池技术研发挑战与思考》
6.硅胶是什么东西
谁知道碳,硅,锰,磷,硫还有矾等对钢铁的影响和作用是
碳(C):
是对钢的性能影响最大的基本元素。不同的碳含量依据钢中杂质元素含量和轧后冷却条件的不同对于钢的性能影响是不同的,随着钢中碳含量的增加,碳钢在热轧状态下的硬度直线上升,塑性和韧性降低。在亚共析范围内,碳对抗拉强度的影响是,随着碳含量增加,抗拉强度不断提高,超过共析范围后,抗拉强度随碳含量的增加减缓,最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外,含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低,同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工(冲压、垃拔)性能变坏。
硅(Si):
硅在碳钢的含量≤0.50%。硅也是钢中的有益元素。在沸腾钢中,含硅量很低,硅是作为脱氧元素加入到钢中。在镇静钢中硅的含量一般为0.12~0.37%。硅增大了钢液的流动性,除了形成非金属夹杂外,硅溶于铁素体中。随着硅含量的提高,钢的抗拉强度提高,屈服点提高,伸长率下降,钢的面缩率和冲击韧性显著降低。
锰(Mn):
在碳钢中,锰是有益元素。锰是作为脱氧除硫的元素加入到钢中的。对于镇静钢来说,锰可以提高硅和铝的脱氧效果,可以同硫形成硫化锰,相当程度上降低硫在钢中的危害。锰对碳钢的力学性能有良好的影响,它能提高钢热轧后的硬度和强度,原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。因此,精炼过程中要按照技术要求严格稳定控制各炉次的锰含量。
磷(P):
一般来说,磷是钢中的有害元素。它来源于矿石和生铁等炼钢原料。磷能提高钢的强度,但使塑性和韧性降低,特别是使钢的脆性转折温度急剧上升,即提高钢的冷脆性(低温变脆)。由于磷的有害影响,同时考虑到磷有较大的偏析,因而对其含量要严格的控制。但是在含碳量比较低的钢种中,磷的冷脆危害比较小。在这种情况下,可以用磷来提高钢的强度,如鞍钢生产的高强度IF钢就需要加入磷。另外,在适当的情况下,还利用磷的其他一些有益作用,如增加钢的抗大气腐蚀能力,如集装箱用钢;提高磁性,如电工硅钢;改善钢材的易切削加工性,减少热轧薄板的粘结等。
硫(S):
一般来说,硫是有害元素,他主要来自于炼铁、炼钢时加入的原材料和燃烧产物,二氧化硫。硫最大的为危害是引起钢在热加工时开裂,即产生所谓的热脆。硫能提高钢材的切削加工性,这是硫的有益作用。
氮(N):
钢中的氮来自炉料,同时,在冶炼、浇铸时钢液也会从炉气和大气中吸收氮。氮引起碳钢的淬火时效和形变时效,从而对碳钢的性能发生显著的影响。由于氮的时效作用,钢的硬度、强度固然提高,但是塑性和韧性降低,特别是在形变时效的情况下,塑性和韧性的降低比较显著。因此,对于普通低合金钢来说,时效现象是有害的,因而氮是有害元素。但对于一些细晶粒钢以及含钒、铌钢,由于氮化物的强化细化晶粒作用,氮成为有益元素。另外,作为合金元素,氮在不锈耐酸钢中得到应用,此外,氮化处理方法能使机器零件获得极好的综合力学性能,从而使零件的使用寿命延长。
氢(H):
钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸收的。氢对钢的危害是很大的。一是引起氢脆,即在低于钢材极限应力的作用下,经一定的时间后,在无任何预兆的情况下突然断裂,往往造成灾难性的后果。二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷——白点,在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点,在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹,白点使钢材的延伸率显著下降,尤其是端面收缩率和冲击韧性降低得更多,有时可能接近于零值。因此具有白点的钢是不能用的,这类缺陷主要发生在合金钢中。
氧(O)及其他非金属夹杂物:
氧在钢中的溶解度很低,几乎全部以氧化物夹杂形式存在于钢中,如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外,钢中还存在FeS、MnS、硅酸盐、氮化物及磷化物等。这些夹杂物破坏了钢的基体的连续性,在静载荷和动载荷的情况下往往成为裂纹的起点。这些非金属夹杂物的各种状态不同程度的影响到钢的各种性能,尤其是对于钢的塑性、韧性、疲劳强度和抗腐蚀性等危害很大。因此,对于非金属夹杂物应严格控制。
请问硅橡胶含硫或者氯等对钛合金有腐蚀性的元素吗?
橡胶硫化剂机机两类前类硫黄、氯化硫、硒、碲等类含硫促进剂(促进剂TMTD)、机氧化物(氧化苯甲酰)、醌肟化合物、硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马酰亚胺衍物等
橡胶硫化剂包括元素硫、硒、碲含硫化合物氧化物醌类化合物胺类化合物树脂类化合物金属氧化物及异氰酸酯等用普遍元素硫含硫化合物
用普遍元素硫含硫化合物其硫化剂害物质害
见工业硫磺添加剂TMTD、TETD等硫化产致癌N-亚硝基二甲胺
目前铂金硫化剂(硫化温度低硫化速度快)作硅橡胶硫化剂某些特殊产品重要应用
硫化剂适用于各类橡胶合橡胶根据需要同硫化剂品种配合使用
钢材的相关术语
碳钢也叫碳素钢,是含碳量(wc)小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25%),中碳钢(wc 0.25%~0.6%)和高碳钢(wc >0.6%)。按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低)。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高,强度也越高,但塑性降低。 这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275MPa。若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示钢材质量等级不同,含S、P的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F或“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢,Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性较好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。 碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%~1.35%范围内,其生产成本低,原料来源易取得,切削加工性良好,处理后可以得到高硬度和高耐磨性,所以是被广泛采用的钢种,用来制造各种刃具、模具、量具。
但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250℃时,钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹。 易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切屑易脆断成碎屑,从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素。
这种钢的含硫量ws在0.08%一0.30%范围内,含锰量wMn在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在,硫化锰很脆并有润滑效能,从而使切屑容易碎断,并有利于提高加工表面的质量 。 在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢。
各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、铬钢系统,我国则发展以硅、锰、钒、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。
合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢 。 普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量w总不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等。
在大量节约稀缺合金元素(如镍、铬)条件下,通常1 t普通低合金钢可顶1.2—1.3 t碳素钢使用,其使用寿命和使用范围更是远远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼,成本也和碳素钢接近。 合金结构钢的含碳量wc比碳素结构钢低一些,一般在0.15%一0.50%的范围内。除含碳外,还含有一种或几种合金元素,如硅、锰、钒、钛、硼及镍、铬、钼等。
合金结构钢易于淬硬和不易变形或开裂,便于热处理改善钢的性能。
合金结构钢广泛用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机、重型机床的各种传动件和紧固件。低碳合金钢一般进行渗碳处理,中碳合金钢一般进行调质处理 。 合金工具钢是含有多种合金元素,如硅、铬、钨、钼、钒等的中、高碳钢。合金工具钢容易淬硬,不易产生变形和裂纹,适于用来制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具和量具。
用途不同,合金工具钢的含碳量也不同。大多数合金工具钢的含碳量wc为0.5%~1.5%。热变形模具用钢含碳较低,wc在0.3%~0.6%范围内;切削刀具用钢一般含碳wc1%左右;冷加工模具用钢则含碳量较高,如石墨模具钢含碳量wc达1.5%,高碳高铬型冷加工模具用钢含碳量wc高达2%以上。 高速工具钢是高碳高合金工具钢,钢中含碳量wc为0.7%-1.4%,钢中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如钨、钼、铬、钒。
高速工具钢具有高的红硬性,在高速切削的条件下,温度高达500-600摄氏度硬度也不降低,从而保证良好的切削性能。 弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。
碳素弹簧钢即含碳量wc在0.6%~0.9%范围内的优质碳素结构钢(包括正常和较高含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量WSi(1.3%~2.8%)提高性能;另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢。结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。 轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格。
轴承钢又称高碳铬钢,含碳wc为l%左右,含铬量wc为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。 电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材。
按化学成分硅钢可以分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量wSi1.0%~2.5%,主要用来制造电机;高硅钢含硅量wSi 3.0%~4.5%,一般用来制造变压器。它们的含碳量wc≤0.06%~0.08%。 钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷,因此,要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨钢是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢,这种钢含碳wc0.6%~0.8%,属于中碳钢和高碳钢,但钢中含锰量WMn较高,在0.6%~1.1%的范围内。
已广泛采用普通低合金钢钢轨,如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀,使用寿命有很大提高。 不锈耐酸钢简称不锈钢,它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的。简言之,能抵抗大气腐蚀的钢叫不锈钢,而能抵抗化学介质(如酸类)腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来,含铬量wcr大于12%的钢就具有了不锈钢的特点
不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类:即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体一铁素体不锈钢及沉淀硬化不锈钢。 高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料,用于1000摄氏度左右高温条件下工作的热动力部件。
按其基本化学成分的不同,又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金。 精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料
精密合金按其不同的物理性能又分为七类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电偶合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。
注:Wc、Ws、Wmn、Wp分别表示C、S、Mn、P的质量分数
d205是什么材质
Hastelloy D-205是一种具有优异耐蚀性能的镍基合金,对高浓度热硫酸及其他高浓度氧化性酸介质具有优秀的耐蚀性能。以下是关于Hastelloy D-205合金的详细信息:
成分:Hastelloy D-205合金的化学成分包括镍(Ni)、铝(Al)、铬(Cr)、铁(Fe)、硅(Si)、钼(Mo)、铜(Cu)等元素。其中,高铬和铝的含量使其对氧化性和还原性酸介质具有很好的抵抗能力。
组织结构:Hastelloy D-205合金具有单相奥氏体组织,这使得它在各种温度和环境中都能保持优良的性能。
特性:Hastelloy D-205合金具有优异的抗应力腐蚀开裂能力和良好的耐局部腐蚀能力。它对各种化学工艺介质如强氧化性物质、氯化物、甲酸、乙酸、氯气、硫酸、硝酸等具有出色的耐蚀性。此外,Hastelloy D-205合金还具有高温强度和良好的抗氧化性能,可用于制造高温设备。
应用领域:由于其出色的耐腐蚀性能,Hastelloy D-205合金广泛应用于各种化学工艺领域的关键设备中,如反应器、热交换器、阀门、泵等。此外,它还可以用于制造高温炉具、航空航天领域等。
物理性能:Hastelloy D-205合金的密度约为7.99g/cm?,熔点范围为1300-1360℃。
总结:Hastelloy D-205是一种具有优异性能的镍基合金,具有高强度、良好的耐热腐蚀性能和抗氧化性能。它广泛应用于各种化学工艺领域的关键设备中,并具有优异的抗渗碳和抗硫化的性能。在制造和使用过程中,应注意遵守相关安全规定,以避免潜在的风险。
蜂巢能源-陈少杰:《全固态锂电池技术研发挑战与思考》
7月7日,2021中国国际锂电产业大会(简称金砖锂电论坛)在上海 汽车 会展中心顺利召开。本届金砖锂电会议为期两天,主题为以“新技术、新应用、新发展”为主题,采用“会议论坛+展览展示+体验营销”三位一体的创新模式,多项重点活动同期同地举办,充分协同联动,品牌效应和影响力大幅提升。
蜂巢能源 科技 有限公司的固态电池研发总监-陈少杰出席论坛并发表主题演讲——《全固态锂电池技术研发挑战与思考》。
以下为演讲实录:
各位专家、各位老师,上午好!非常荣幸有这个机会和大家分享和交流,因为之前我很长一段时间在中科院工作,后面加入了蜂巢,所以接下来我将结合这两个工作单位的工作经验,同大家进行汇报。
一、背景介绍。
固态电池主要是有几方面的优势:
1、固态电解质替代了易燃易爆的电解液,所以它相对比较安全。
2、固态电解质的非流动性,可以实现电芯内部的串联、升压,一方面可以降低电芯的包装成本,另一方面可以提升体积能量密度。
3、因为它比较安全,所以在PACK层级可以不用或少用冷却系统,进一步提高空间利用率,它也被认为可以匹配更高压的正极材料,同时可以使锂金属负极成为可能。
正因为它有这些优点,所以国内外对技术展开了广泛的研究,就全固态技术而言,最具代表性的企业有丰田、三星等。
从专利的申请趋势来看,其实70年代开始,欧洲和美国率先在聚合物电解质方面开始了申请。2000开始,大规模的申请在无机固体电解质材料方面,主要是在日本。
中国是2010年以后才有无机固体电解质的大规模申请,近几年也呈现爆发式的增长,可见技术的热度。
在产业界也呈现了对该技术的高度热情和关注,一些非常著名的公司、伟大的公司,包括丰田、大众、福特、宝马、奔驰等等,都对该技术进行了投资和布局,丰田更是计划这个月在东京奥运会展示装有全固态电池的概念车。
回过头来看,固体电解质的类型目前研究比较多,并且有产业化尝试的有三类:硫化物、氧化物、聚合物。
室温电导率方面,硫化物比较高,氧化物次之,聚合物最低。
二、聚合物电解质体系全固态电池。
聚合物最具典型的代表是PEO类,通常认为氧原子和锂离子络合解离再络合的形式进行传导,PEO具有比较高的结晶度,所以室温下自由移动体积比较小,通常电导率比较低,只有10的负6次。
常用的改性方式是通过加入无机的填料,包括导离子的快离子导体,以及不导离子的惰性填料。
通过引入无机电质可以形成两方面的效益:
(1)通过路易斯酸碱理论可以提高锂离子的迁移数。
(2)形成交联中心,降低PEO洁净度,提高电导率以及机械性能。
这方面之前做过比较多的研究,整个来看电导率大概可以达到10的负4次水平。
除了无机的复合,也可以通过分子结构的设计层面来对它进行改性,通过交联、接枝、共聚等等,形式上可以采用热固化、光固化的形式。比较遗憾的,目前电导率还是没有超过10的负3,尤其在室温条件下。
在聚合物全固态原型锂电池的验证方面,曾经我们也做过一个工作,拿磷酸铁锂的极片表面直接涂布共聚的小单体,利用光或热进行固化,来构建正极和电解质一体化的结构,降低界面阻抗。
比较遗憾的,电解质的电导率比较低,软包电池只能在60度下面才有比较好的电池性能,进一步也利用聚合物的非流动性来验证和实现了内串结构。确实可以一个包装,一个电芯封装内实现内部升压。
在产业化方面,涉及比较多的就是薄弱雷(音)技术,包括三千辆的出租车,以及最近在梅赛德斯、奔驰上电动公交车上的应用,他们采用的生产方式主要是挤压成形,进行卷对卷大规模的生产。
整个电芯采用磷酸铁锂为正极,PEO为电解质,金属锂为负极,整个电池模组上不需要冷却系统,整个电芯工作是在60-80度下才能工作,事实上在这个温度下,聚合物属于一种熔融状态,所以缺乏一定的机械强度,最近因为发生了一些绝缘短路的事件,进行了召回。
总体而言,聚合物的优势在于分子结构设计比较灵活,想象空间比较大。另外它的工艺比较简便,对兼容稳定性比较好。
具备挑战是锂离子的传输性能不够高,尤其是窗口比较窄,在锂离子输运机制、动力学和宏观性质的基本认识还存在着一些问题。
三、氧化物电解质体系全固态电池。
在座有很多专家,我说得不对还请指正,氧化物主要类型是钙钛矿型、NASICON型和石榴石型。
钙钛矿型典型的代表是LLTO,通常离子电导率比较高,缺点是对金属锂接触不稳定,锂可以把四价钛还原成三价。
NASICON的典型代表是LATP、LAGP,通常电导率只有10的负4次,但是稳定性比较好,而且电化学窗口比较宽,同时粉体比重相对比较轻。它的缺点也很明显,电导率比较低,而且做成陶瓷电解质薄弱韧性不足,对锂不稳定。
LLZO是典型的石榴石型的代表,电导率比较高,可以达到10的负3次,电化学窗口也比较宽。但是合成价格比较高,另外比重比较大,而且片材比较脆,空气中也会有些副反应。
蜂巢能源在氧化物方面,包括粉体和陶瓷片也有积累,进行了相应的研究,在氧化物全固态锂电池验证方面做过一个工作,拿LAGP陶瓷片作为电解质隔膜,同时正极用磷酸铁锂,负极用金属锂,并用PEO进行保护。
整个电池在60度工作温度下,有非常好的循环,但是这里要提到一点,陶瓷片如何做薄,把比重减轻是非常大的技术挑战。
在产业化方面,氧化物主要还是日本、韩国有比较多的研究,主要他们在微型器件上,包括传感器、电脑芯片等方面都有一些全固态电池的应用。
当然TDL公司也采用有机、无机复合的方式来制造软包电池,也可以制作2安时、4安时的软包,但是电芯需要在温度比较高的环境下进行工作。
右边的图是前段时间非常火的Quantum Scape技术,技术的核心是把陶瓷片做薄,做得基本可弯曲,单片电池表现出非常好的电池性能。
我认为电池要做大还是有一定的难度,所以整体而言氧化物稳定性是非常好的优势,存在的挑战是室温电导率比较低,颗粒比重比较重,成膜性不好,部分对空气敏感,而且堆叠技术存在一定的困难。
四、硫化物电解质体系全固态电池。
硫化物电解质有Thio-lisicon(音)体系,通常分为三元体系、二元体系。
1、三元体系。
以硫化锂和五硫化二磷以外,再引入第三种组分,通常是硫化锗、硫化硅、硫化锡、硫化铝这些材料,可以构建三维离子通道,导电率比较高。
但是硫化锗、硫化硅这些材料非常昂贵,一克要四五百块钱,而且很多公司由于储存的问题已经停产,所以个人认为这类材料要产业化,可能成本控制上会是比较大的挑战。
2、二元体系。
二元体系顾名思义以两种原材料:硫化锂、五硫化二磷,硫化锂占硫化物电解质成本达到70%以上,甚至达到90%,所以从这里可以思考,如何把硫化锂的用量进行减少,来进一步控制成本。
3、硫银锗矿。
最具典型的代表就是锂六磷硫五氯,三星和日立造船公开的报道,都是采用了该种电解质。
制备方法上,通常有球磨法、熔融萃取法、液相法,以及最近的气相法,我觉得这些都是非常好的进展,可以进一步从放量制造的工艺上降低成本。
最后要提到一点是硫化锂的合成优化,事实上由于整个产业链没有形成,大家对硫化磷的合成方案没有进行过多的关注,实际上硫化锂有很多种合成方案。
从电解质材料降本的维度思考,一方面可以从原料硫化锂合成方案进行优选,以及达到规模化,完全可以做到9000元每公斤以下,进一步结合电解质组成设计的优化,把成本再降到5000元每公斤以下,进一步利用规模化效应降到100万每吨以下是完全有可能的,这是成本控制方面的思考。
当然还有个稳定性,我们都说硫化物不稳定,实际生产过程中我们就要有面临溶剂的稳定性,包括干房的稳定性。
我们以前的工作表明通过非极性溶剂的选择以及元素掺杂,能够一定程度上进行改善。
还有对锂稳定性,二元体系比三元体系更加来得稳定,因为它是可逆反应。另外通过材料的改性,比如碘化铝掺杂314(音)体系,也可以显著提升稳定性,同时也可以通过界面改性,包括锂金属的保护等等手段,都可以进行相应的改性。
产业化方面,对外报道比较多的是Solid Power,采用传统锂电池的制备方式。按照他们的说法,他们把注液、化成和排气制成设备和场地全部减下来,计算出来的成本可以降低34%。
因为固态电芯相对比较安全,所以PACK层面不需要冷却系统,也可以相应降低9%,整个电芯采用NMC三元高镍系列,负极是高含硅负极、金属锂,电解质是硫化物。
他们计划今年的Roadmap是340瓦时/公斤,720瓦时/升,计划2026年进行量产,认为锂金属会比2026年晚。
硫化物最大的优势是室温电导率比较高,质量较柔软。挑战是稳定性比较差,确实难度非常大,工程化技术非常难。
另外一点通常被疏忽的,全固态电池真正在工作过程中,需要外界的束缚压力,目前我们国内对这方面研究比较空白,在日本方面从电芯、模组、PACK方面不同的维度提出了解决方案,可以供我们参考。
接下来跟大家汇报一下蜂巢能源在全固态方面的进展,首先电解质材料,我们也开发了在干房中两小时内保持96%的电导率,已经形成了百克级的能力。
进一步我们也做了正极,开发了4毫安时每平方厘米的正极极片,在室温条件下是0.1C充放放,首效可以达到96.3%,克隆量可以达到220,这个0.1C倍率完全可以接近现在液态的水平。
循环方面,我们选择了1/3 C倍率。这个循环来看,目前也是可以有比较好的循环,但是倍率方面我们确实要下一步重点的工作。
同时我们也想把极片做得更厚,做成5毫安时每平方厘米厚电极,很遗憾首效下降了,比容量也有所损失,这是接下来要攻关的难题。
电解质膜方面,我们也用了湿法涂布的方式,室温条件下厚度可以达到20-30微米,跟三星报道的数据基本接近,蜂巢能源从材料工艺、组件、器件、测试方面形成了积累,也申请了专利54项。
目前开发的AH级全固态锂电池,正极采用三元高镍材料,负极是以硅基的合金材料为主,电解质和电解质膜是我们自主开发的,能量密度可以达到320瓦时/公斤,安全性上面有充分保障,也通过了针刺以及进行了一些裁剪火烧的演示。
四、总结及展望。
无论是氧化物、聚合物,硫化物都有各自的优缺点,我们认为关键材料固体电解质的革新和突破是加速全固态技术应用的关键,我们也很欣喜地看到有卤化物等新型的材料出现,给了我们更大的选择。
除了材料方面,还需要解决加工层面的问题,主要包括四个方面:
(1)改善材料和界面的控制。
(2)解决加工的挑战和成本。
(3)表现出超越先进锂离子电池的性能。
(4)保持固态电池组的最佳堆叠压力,而不影响成本和能量密度。
我们认为以3C消费类、特种电池等应用需求为目标的全固态电池会在短期内实现,事实上在日本航天航空领域已经实现,而满足电动 汽车 所需性能、成本和可制造性的全固态电池可能需要更多的时间。
我们蜂巢能源作为定位于因创新而前进,打造伟大公司的企业,愿意持续关注这个技术的发展,谢谢大家!
硅胶是什么东西
一般来说,硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。
无机硅胶是一种高活性吸附材料,通常是用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2 .nH2O。不溶于水和任何溶剂,无毒无味,化学性质稳定,除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点:吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
硅胶根据其孔径的大小分为:大孔硅胶、粗孔硅胶、B型硅胶、细孔硅胶。由于孔隙结构的不同,因此它们的吸附性能各有特点。粗孔硅胶在相对湿度高的情况下有较高的吸附量,细孔硅胶则在相对湿度较低的情况下吸咐量高于粗孔硅胶,而B型硅胶由于孔结构介于粗、细孔之间,其吸附量也介于粗、细孔之间。大孔硅胶一般用作催化剂载体、消光剂、牙膏磨料等。因此应根据不同的用途选择不同的品种。
安全性能
硅胶主要成分是二氧化硅,化学性质稳定,不燃烧。硅胶是一种非晶态二氧化硅,应控制车间粉尘含量不大于10毫克/立方米 ,需加强排风,操作时戴口罩。
硅胶有很强的吸附能力,对人的皮肤能产生干燥作用,因此,操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中,需用大量的水冲洗,并尽快找医生治疗。
蓝色硅胶由于含有少量的氯化钴,有毒,应避免和食品接触和吸入口中,如发生中毒事件应立即找医生治疗。
硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸汽或其他有机物质,吸附能力下降,可通过再生后重复使用。
一、硅胶吸附水蒸汽后的再生
硅胶吸附水份后,可通过热脱附方式将水份除去,加热的方式有多种,如电热炉、烟道余热加热及热风干燥等。
脱附加热的温度控制在120--180℃为宜,对于蓝胶指示剂、变色硅胶、DL型蓝色硅胶则控制在100--120℃为宜。各种工业硅胶再生时的最高温度不应超过以下限度:
粗孔硅胶不得高于600℃;
细孔硅胶不得高于200℃;
蓝胶指标剂(或变色硅胶)不得高于120℃;
硅铝胶不得高于350℃。
再生后的硅胶,其水份一般控制在2%以下即可重新投入使用。
二、硅胶吸附有机杂质后的再生
⒈ 焙烧法
对于粗孔硅胶,可放在焙烧炉内逐渐升温至500--600℃,约经6—8小时至胶粒呈白色或黄褐色即可。对细孔硅胶,焙烧温度不能超过200℃。
⒉ 漂洗法
将硅胶在饱和水蒸汽中吸附达到饱和后放热水中浸泡漂洗,并可结合使用洗涤剂以除去废油或其它有机杂质,再经净水洗涤后烘干脱水。
⒊ 溶剂冲洗法
根据硅胶吸附有机物种类,选用适当的溶剂将吸附在硅胶内的有机物溶出,然后将硅胶加热以脱除溶剂。
三、硅胶再生应注意的问题
⒈ 烘干再生时应注意掌握逐渐提高温度,以免剧烈干燥引起胶粒炸裂,降低回收率。
⒉ 对硅胶焙烧再生时,温度过高会引起硅胶孔结构的变化而明显降低其吸附效果,影响使用价值。对于蓝胶指示剂或变色硅胶,脱附再生的温度应不超过120℃,否则会因显色剂逐步氧化而失去显色作用。
⒊ 经再生后的硅胶一般应过筛除去微细颗粒,以使颗粒均匀。
贮存与包装
硅胶具有强的吸湿能力,因此应贮存在干燥地方,包装物与地面之间要有搁架。包装物有钢桶、纸桶、纸箱、塑料瓶、聚乙烯塑料复合袋、柔性集装袋等。具体包装规格见分类产品说明。 运输过程中应避免雨淋、受潮和曝晒。
(注:无机硅胶生产厂家中,山东滕州市辛绪化工原料有限公司由于其具有全国最大泡花碱的生产实力,其生产的硅胶具有极强的性价比,因此得到了业内同行的亲赖,其产品很具有竞争力!
有机硅胶产品的基本结构单元是由硅-氧链节构成的,侧链则通过硅原子与其他各种有机基团相连。因此,在有机硅产品的结构中既含有"有机基团",又含有"无机结构",这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。与其他高分子材料相比,有机硅产品的最突出性能是:
1.耐温特性
有机硅产品是以硅-氧(Si-O)键为主链结构的,C-C键的键能为82.6千卡/克分子,Si-O键的键能在有机硅中为121千卡/克分子,所以有机硅产品的热稳定性高,高温下(或辐射照射)分子的化学键不断裂、不分解。有机硅不但可耐高温,而且也耐低温,可在一个很宽的温度范围内使用。无论是化学性能还是物理机械性能,随温度的变化都很小。
2.耐候性
有机硅产品的主链为-Si-O-,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧所分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及耐辐照和耐候能力。有机硅中自然环境下的使用寿命可达几十年。
3.电气绝缘性能
有机硅产品都具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘材料中名列前茅,而且它们的电气性能受温度和频率的影响很小。因此,它们是一种稳定的电绝缘材料,被广泛应用于电子、电气工业上。有机硅除了具有优良的耐热性外,还具有优异的拒水性,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。
4.生理惰性
聚硅氧烷类化合物是已知的最无活性的化合物中的一种。它们十分耐生物老化,与动物体无排异反应,并具有较好的抗凝血性能。
5.低表面张力和低表面能
有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因:疏水、消泡、泡沫稳定、防粘、润滑、上光等各项优异性能。
二、有机硅的用途
由于有机硅具有上述这些优异的性能,因此它的应用范围非常广泛。它不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等。
三、有机硅的分类
有机硅主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油三大类。
室温硫化硅橡胶简介及其分类
室温硫化硅橡胶(RTV)是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体,这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化,使用极其方便。因此,一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分。现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料,在各行各业中都有它的用途。
室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶,按硫化机理又可分为缩合型和加成型。因此,室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型,即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶和双组分加成型室温硫化硅橡胶。这三种系列的室温硫化硅橡胶各有其特点:单组分室温硫化硅橡胶的优点是使用方便,但深部固化速度较困难;双组分室温硫化硅橡胶的优点是固化时不放热,收缩率很小,不膨胀,无内应力,固化可在内部和表面同时进行,可以深部硫化;加成型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要决定于温度,因此,利用温度的调节可以控制其硫化速度。
一.单组分室温硫化硅橡胶
单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是靠与空气中的水分发生作用而硫化成弹性体。随着链剂的不同,单组分室温硫化硅橡胶可为脱酸型、脱肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型和脱酮型等许多品种。单组分室温硫化硅橡胶的硫化时间取决于硫化体系、温度、湿度和硅橡胶层的厚度,提高环境的温度和湿度,都能使硫化过程加快。在典型的环境条件下,一般15~30分钟后,硅橡胶的表面可以没有粘性,厚度0.3厘米的胶层在一天之内可以固化。固化的深度和强度在三个星期左右会逐渐得到增强。
单组分室温硫化硅橡胶具有优良的电性能和化学惰性,以及耐热、耐自然老化、耐火焰、耐湿、透气等性能。它们在-60~200℃范围内能长期保持弹性。它固化时不吸热、不放热,固化后收缩率小,对材料的粘接性好。因此,主要用作粘合剂和密封剂,其它应用还包括就地成型垫片、防护涂料和嵌缝材料等。许多单组分硅橡胶粘接剂的配方表现出对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝上的自动粘接性能。当粘接困难时,可在基材上进底涂来提高粘接强度,底涂可以是具有反应活性的硅烷单体或树脂,当它们在基材上固化后,生成一层改性的适合于有机硅粘接的表面。单组分室温硫化硅橡胶虽然使用方便,但由于它的硫化是依懒大气中的水分,使硫化胶的厚度受到限制,只能用于需要6毫米以下厚度的场合。单组分室温硫化硅橡胶的硫化反应是从表面逐渐往深处进行的,胶层越厚,固化越慢。当深部也要快速固化时,可采用分层浇灌逐步硫化法,每次可加一些胶料,等硫化后再加料,这样可以减少总的硫化时间。添加氧化镁可加速深层胶的硫化。
二.双组分缩合型室温硫化硅橡胶
双组分室温硫化硅橡胶硫化反应不是靠空气中的水分,而是靠催化剂来进行引发。通常是将胶料与催化剂分别作为一个组分包装。只有当两种组分完全混合在一起时才开始发生固化。双组分缩合型室温硫化硅橡胶的硫化时间主要取决于催化剂的类型、用量以及温度。催化剂用量越多硫化越快,同时搁置时间越短。在室温下,搁置时间一般为几小时,若要延长胶料的搁置时间,可用冷却的方法。双组分缩合型室温硫化硅椽胶在室温下要达到完全固化需要一天左右的时间,但在150℃的温度下只需要1小时。通过使用促进剂进行协合效应可显著提高其固化速度。
双组分室温硫化硅橡胶可在一65~250℃温度范围内长期保持弹性,并具有优良的电气性能和化学稳定性,能耐水、耐臭氧、耐气候老化,加之用法简单,工艺适用性强,因此,广泛用作灌封和制模材料。各种电子、电器元件用室温硫化硅橡胶涂覆、灌封后,可以起到防潮(防腐、防震等保护作用。可以提高性能和稳定参数。双组分室温硫化硅橡胶特别适宜于做深层灌封材料并具有较快的硫化时间,这一点是优于单组分室温硫化硅橡胶之处。双组分室温硫化硅橡胶硫化后具有优良的防粘性能,加上硫化时收缩率极小,因此,适合于用来制造软模具,用于铸造环氧树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基塑料、石蜡、低熔点合金等的模具。此外,利用双组分室温硫化硅橡胶的高仿真性能可以在文物上复制各种精美的花纹。双组分室温硫化硅橡胶在使用时应注意:首先把胶料和催化剂分别称量,然后按比例混合。混料过程应小心操作以使夹附气体量达到最小。胶料混匀后(颜色均匀),可通过静置或进行减压(真空度700毫米汞柱)除去气泡,待气泡全部排出后,在室温下或在规定温度下放置一定时间即硫化成硅橡胶。
三.双组分加成型室温硫化硅橡胶
双组分加成型室温硫化硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分,前者强度较低,后者强度较高。它们的硫化机理是基于有机硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物,因此加成型室温硫化硅橡胶在硫化过程中不产生收缩。这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有卓越的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点,因此是目前国内外大力发展的一类硅橡胶。
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