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在碳達(dá)峰、碳中和背景下,我國(guó)能源結(jié)構(gòu)處于由化石能源向風(fēng)、光、氫等新能源轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期,氟材料也由于其特殊的性質(zhì),在新能源行業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,下面來(lái)看看有哪些氟材料可以應(yīng)用在新能源行業(yè)吧!
六氟磷酸鋰目前最主流的電解質(zhì)材料,在電解液中成本占比較高,價(jià)格與電解液價(jià)格呈高度相關(guān)。自2020年下半年以來(lái),新能源汽車銷量快速增加帶動(dòng)鋰電池需求爆發(fā),六氟磷酸鋰作為電解液靈魂材料,也迎來(lái)了需求爆發(fā)期,國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn),供求關(guān)系也迅速轉(zhuǎn)變,目前正處于低迷期。
PVDF具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性,由其制成的光伏背板膜能很好地保護(hù)光伏組件免受外界環(huán)境的影響,延長(zhǎng)其使用壽命,是目前應(yīng)用最廣泛的背板膜之一。
PVF作為含氟高分子材料,也具有許多優(yōu)良性能,是光伏背板應(yīng)用較多的氟膜材料。相比PVDF,PVF含氟量較低,抗紫外能力和耐化學(xué)性不及PVDF,致密性比PVDF差,抗風(fēng)沙能力也弱于PVDF,近年來(lái)其在光伏中的市場(chǎng)份額逐漸被PVDF取代,PVDF也成為了市場(chǎng)規(guī)模最大的氟膜材料。
雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰即LiTFSI,與六氟磷酸鋰配比添加至電解液中可有效提高電池的使用壽命及安全性能,具有更高的導(dǎo)電率、不易水解及熱穩(wěn)定性等特點(diǎn),因此,LiTFSI可成為改善六氟磷酸鋰缺陷的添加劑,符合新能源汽車行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
隨著全球鋰離子電池需求量的迅速擴(kuò)張,電解液產(chǎn)銷量加速增長(zhǎng),將帶動(dòng)LiTFSI使用量逐年上升,市場(chǎng)前景十分廣闊。
目前,雙(三氟甲磺?;﹣啺蜂噰?guó)內(nèi)主要集中于派瑞特氣、江蘇國(guó)泰超威新材料, 國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)主要為索爾維。
另外,LiTFSI也可用于聚合物固態(tài)電池電解質(zhì)。LiTFSI離子電導(dǎo)率較高,在聚合物電解質(zhì)中被廣泛用作單一的傳導(dǎo)鋰鹽。隨著固態(tài)電池的逐漸產(chǎn)業(yè)化,LiTFSI將迎來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
LiFSI:六氟磷酸鋰雖然是主流的電解質(zhì)鋰鹽,但其性質(zhì)不穩(wěn)定,暴露在空氣中會(huì)迅速分解,溫度稍高就開始分解,因此儲(chǔ)存方面要求避免高溫、高濕環(huán)境。
相比六氟磷酸鋰,LiFSI穩(wěn)定性高 ,200℃以下不分解,低溫性能優(yōu)異,水解穩(wěn)定性好,在導(dǎo)電率、析鋰反應(yīng)、熱穩(wěn)定性等性能指標(biāo)均超過(guò)六氟磷酸鋰,有望替代六氟磷酸鋰作為電解質(zhì)材料。
LiFSI作為電解液鋰鹽主要有兩種應(yīng)用方式:一是用作六氟磷酸鋰的添加劑,添加量一般在0%~3%;二是作為新型鋰鹽部分替代六氟磷酸鋰,用量在3%~5%,在硅碳負(fù)極體系中用量更高。目前市場(chǎng)上的鋰鹽以六氟磷酸鋰為主,LiFSI更多應(yīng)用于三元鋰電池,且在鋰電池中更多的是以添加劑的形式進(jìn)行輔助使用。
未來(lái),隨著鋰電池技術(shù)不斷發(fā)展、LiFSI生產(chǎn)工藝日益成熟、生產(chǎn)成本逐漸下降和三元?jiǎng)恿﹄姵氐母哝嚮厔?shì),LiFSI的用量有望快速提升。
FEC:FEC化學(xué)名稱為4–氟–1,3–二氧雜戊環(huán)–2–酮,通常被稱為氟代碳酸乙烯酯,是目前應(yīng)用最為廣泛的含氟添加劑之一,F(xiàn)EC會(huì)在負(fù)極表面形成一層結(jié)構(gòu)緊密、性能優(yōu)良的SEI膜,在降低電池阻抗的同時(shí)提高電解液低溫性能,進(jìn)而增加電池比容量,改善電池的循環(huán)穩(wěn)定性,特別是含Si鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
受益于消費(fèi)電子、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,鋰電池電解液出貨量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),F(xiàn)EC需求也穩(wěn)步增長(zhǎng)。另外,F(xiàn)EC還可以用于鈉離子電池中。目前,國(guó)家出臺(tái)了很多政策支持儲(chǔ)能發(fā)展,儲(chǔ)能行業(yè)有望高速發(fā)展,鈉離子電池市場(chǎng)將快速擴(kuò)張,將帶動(dòng)FEC需求大幅增長(zhǎng)。
業(yè)吧!
質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件,在電池操作過(guò)程中它起到提供氫離子通道和隔離陰極和陽(yáng)極反應(yīng)物的作用,其性能的優(yōu)劣直接影響電池的性能、能量轉(zhuǎn)化效率和使用壽命等。
目前,業(yè)內(nèi)廣泛采用的是全氟磺酸型質(zhì)子交換膜,由全氟磺酸樹脂通過(guò)成膜制備而成。全氟磺酸樹脂(PFSA)分子的主鏈具有聚四氟乙烯(PTFE)結(jié)構(gòu),分子中的氟原子可以將碳-碳鏈緊密覆蓋,而碳-氟鍵鍵長(zhǎng)短、鍵能高、可極化度小,使分子具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度;分子支鏈上的親水性磺酸基團(tuán)能夠吸附水分子,具有優(yōu)良的離子傳導(dǎo)特性。
電子級(jí)氫氟酸主要用于去除氧化物,是半導(dǎo)體制作過(guò)程中應(yīng)用最多的電子化學(xué)品之一,廣泛應(yīng)用于集成電路、太陽(yáng)能光伏和液晶顯示屏等領(lǐng)域。在光伏領(lǐng)域,電子氫氟酸主要應(yīng)用于太陽(yáng)能電池片的制絨和清洗等工藝工程,約占電子級(jí)氫氟酸總消費(fèi)的25%左右。
事實(shí)上,除前文提及氟材料外,還有許多氟材料可應(yīng)用在新能源行業(yè),如二氟磷酸鋰、THV、ETFE等。不管是在鋰電池還是光伏亦或是其他新能源中,氟材料都發(fā)揮著舉足輕重的作用,氟材料的開發(fā)和使用對(duì)于降低成本和新能源最終大規(guī)模推廣應(yīng)用具有重要意義。
“中子捕手”硼-10酸突破核防護(hù)瓶頸,含硼聚乙烯護(hù)盾實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化
一塊看似普通的白色塑料板,卻能讓致命的中子輻射衰減40%以上,成為守護(hù)核電站工人的隱形鎧甲?!捌胀ň垡蚁┲荒苁怪凶訙p速,但加入硼-10酸后,材料獲得了‘捕獲’中子的超能力。最新測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,含10%硼-10酸的聚乙烯板材,對(duì)中子輻射的屏蔽效率比普通聚乙烯高出40%,在輻射劑量增加三倍時(shí)性能僅下降5%,遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)材料的15%衰減率。01 技術(shù)原理,硼-10的“雙保險(xiǎn)”防護(hù)機(jī)制含硼聚乙烯的核心優(yōu)勢(shì)源于硼-10同位素獨(dú)特的核性質(zhì)。當(dāng)高速中子穿過(guò)聚乙烯時(shí),氫原子核使其減速;而慢化后的中子遇到硼-10原子核,立即被俘獲并發(fā)生核反應(yīng):1?B + n → ?Li + ?He + 2.31MeV反應(yīng)產(chǎn)生的鋰和氦粒子射程極短,能量就地沉積在材料中。這種“慢化-俘獲”雙機(jī)制使防護(hù)效率呈幾何級(jí)提升。近期突破在于解決了硼酸分散工藝——東北大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用熔鹽法將硼-10酸與菱鎂礦合成Mg?B?O?晶須,使硼元素以單晶形態(tài)均勻嵌入聚乙烯基體,含硼量達(dá)12%時(shí)仍保持良好韌性。 02 性能革命,從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用場(chǎng)景的跨越在山東某核電站的換料檢修現(xiàn)場(chǎng),工程師展示了新型防護(hù)裝備:“過(guò)去戴鉛手套作業(yè)半小時(shí)手就發(fā)麻,現(xiàn)在含硼聚乙烯手套輕了60%,連續(xù)工作兩小時(shí)也不疲勞?!睂?shí)測(cè)證明,這種手套的防護(hù)效能與鉛制品相當(dāng),重量卻減輕一半。2025年7月,該核電站已全面更換含硼聚乙烯防護(hù)系統(tǒng)。更關(guān)鍵的是材料的環(huán)境適應(yīng)性:溫度耐受:在-20℃至80℃循環(huán)測(cè)試中,硬度變化小于5%抗疲勞性:彎折100次無(wú)裂紋,適合可移動(dòng)防護(hù)屏高溫穩(wěn)定:某放療設(shè)備外殼在60℃環(huán)境使用兩年未變形醫(yī)療領(lǐng)域同樣受益。江蘇一家醫(yī)療器械廠采用該材料制造伽馬刀防護(hù)罩,比傳統(tǒng)鉛罩減重45%,使設(shè)備運(yùn)輸成本降低30%。 03 產(chǎn)業(yè)爆發(fā),百億級(jí)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)替代需求激增推動(dòng)硼-10酸產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展。2025年7月以來(lái),多個(gè)重大項(xiàng)目密集啟動(dòng)。另外,技術(shù)外溢效應(yīng)顯著。中科院團(tuán)隊(duì)開發(fā)的硼摻雜碳納米管,利用硼的缺電子特性增強(qiáng)催化劑吸附能力,使鈉硼氫甲醇解制氫速率達(dá)22,453 mL·g?1·min?1,創(chuàng)非金屬催化劑紀(jì)錄。04 未來(lái)挑戰(zhàn),深紫外與核廢料處理的新戰(zhàn)場(chǎng)前沿探索已在光學(xué)領(lǐng)域展開。南京理工大學(xué)合成出硼酸羥基化合物(NH?)?B??O??(OH)?·H?O,其深紫外截止邊<200nm,雙折射率0.054@546nm,有望用于DUV光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)。更大的想象空間在核廢料處理。傳統(tǒng)水泥固化體需1米厚度屏蔽中子輻射,而含硼聚乙烯只需15厘米?!拔覀冋陂_發(fā)硼-10酸/碳化硅陶瓷復(fù)合體,耐輻照性能提升三倍?!痹幽茉喉?xiàng)目組表示,相關(guān)成果已列入核電十四五規(guī)劃。在江西某縣的油菜田邊,縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局技術(shù)員正將硼肥撒向土壤。這種含硼-10酸的緩釋肥料,能使油菜籽增產(chǎn)20%。“硼元素從核電站走到田間地頭,這是技術(shù)普惠的縮影?!奔夹g(shù)員感嘆道。而在北京實(shí)驗(yàn)室,某團(tuán)隊(duì)正攻關(guān)硼濃度梯度材料——表層富硼層高效吸收中子,內(nèi)層高韌性聚乙烯抵御沖擊。 中國(guó)核學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2025年全球核防護(hù)材料市場(chǎng)規(guī)模將突破80億美元,其中含硼聚合物復(fù)合材占比超35%。隨著第四代核電站建設(shè)加速,這個(gè)“隱形護(hù)盾”產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)黃金時(shí)代。
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2025-08-01
常州嘉遠(yuǎn)參加三展聯(lián)動(dòng)!上海同臺(tái)奏響新能源與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最強(qiáng)音
國(guó)家會(huì)展中心內(nèi),儲(chǔ)能電芯與AI機(jī)械臂同臺(tái)爭(zhēng)輝,半導(dǎo)體光刻機(jī)與納米薄膜共舞,一場(chǎng)橫跨綠色能源、智能芯片與尖端材料的科技交響曲在此奏響。2025年7月29日,國(guó)家會(huì)展中心(上海)迎來(lái)三場(chǎng)國(guó)際級(jí)產(chǎn)業(yè)盛會(huì)——上海國(guó)際儲(chǔ)能技術(shù)展覽會(huì)、中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)展覽會(huì)及中國(guó)國(guó)際電池薄膜產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)。三展首次同館舉辦,吸引全球超1500家企業(yè)參展,首日專業(yè)觀眾突破4萬(wàn)人次,成為長(zhǎng)三角地區(qū)規(guī)模最大的高端制造技術(shù)集群展會(huì)之一。 01 電池薄膜展:新材料撬動(dòng)能源革命在電池薄膜展區(qū),氧化硅拉伸薄膜以“薄如蟬翼、堅(jiān)若磐石”的特性引發(fā)圍觀。這種厚度不足頭發(fā)直徑1%的材料,可承受2200℃高溫穿刺實(shí)驗(yàn),將電池安全性能提升200%以上。柔性電池基材領(lǐng)域迎來(lái)突破性進(jìn)展:聚酰亞胺薄膜支持10萬(wàn)次彎折,為可穿戴設(shè)備提供“永不折斷”的能源骨骼;復(fù)合陶瓷-石墨烯隔膜實(shí)現(xiàn)百米級(jí)連續(xù)涂布生產(chǎn),推動(dòng)全固態(tài)電池成本降低30%;02 半導(dǎo)體展:國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速半導(dǎo)體展館內(nèi),國(guó)產(chǎn)替代成為主旋律。推出的車規(guī)級(jí)SiC功率模塊引發(fā)轟動(dòng),該模塊使電動(dòng)汽車充電速度提升3倍,系統(tǒng)損耗降低50%,已獲百萬(wàn)級(jí)訂單。03 儲(chǔ)能技術(shù):智能生態(tài)成型雖國(guó)際儲(chǔ)能大展定于8月舉行,但本次展會(huì)中的儲(chǔ)能創(chuàng)新已鋒芒畢露。AI光伏-儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演示了能量調(diào)度魔法:某企業(yè)展示的工商業(yè)儲(chǔ)能方案,已為制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)年省電費(fèi)3000萬(wàn)元。固態(tài)電池賽道同樣火熱:水系鋅-鐵液流電池以20000次循環(huán)壽命,成為分布式儲(chǔ)能新寵;“超臨界流體萃取+真空納米冶煉”技術(shù)使鋰回收率達(dá)99.9999%,處理成本下降90%。04 思想碰撞:論壇勾勒產(chǎn)業(yè)融合新圖景展會(huì)同期舉辦的50余場(chǎng)高峰論壇成為思想策源地。在“碳中和目標(biāo)下的技術(shù)協(xié)同”主論壇上,三大產(chǎn)業(yè)專家達(dá)成共識(shí):“半導(dǎo)體芯片賦能儲(chǔ)能控制系統(tǒng)響應(yīng)速度,新型薄膜材料決定電池能量密度,而AI算法優(yōu)化全鏈條能效——三大技術(shù)的交叉點(diǎn)將誕生下一代能源解決方案?!眹?guó)家會(huì)展中心外,出租車候客長(zhǎng)隊(duì)中夾雜著英語(yǔ)、日語(yǔ)、德語(yǔ)的討論聲。工程師們交換的名片上,芯片設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能運(yùn)維、材料研發(fā)的職銜交錯(cuò)——三條曾經(jīng)平行的技術(shù)賽道,正在上海熔鑄成支撐新質(zhì)生產(chǎn)力的合金鋼脊。當(dāng)半導(dǎo)體晶圓遇見(jiàn)儲(chǔ)能電芯,當(dāng)機(jī)器人手指輕觸納米薄膜,一場(chǎng)由硬科技驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)融合革命,已然拉開帷幕。
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2025-07-30
就問(wèn)你“氟不氟” ------- 氟的科普小知識(shí)!
就問(wèn)你“氟不氟”氟的科普小知識(shí)!氟是一種化學(xué)元素,符號(hào)為 F,原子序數(shù)為 9。它是一種淡黃色的氣體,具有強(qiáng)烈的刺激性氣味。氟在自然界中廣泛存在,主要以氟化物的形式存在于巖石、土壤、水和空氣中。 氟的作用:1. 增強(qiáng)牙齒的抗酸性:氟可以與牙齒中的礦物質(zhì)結(jié)合,形成一層堅(jiān)硬的氟磷灰石保護(hù)層,從而增強(qiáng)牙齒的抗酸性,預(yù)防齲齒的發(fā)生。2. 促進(jìn)骨骼健康:氟可以促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)和發(fā)育,增強(qiáng)骨骼的密度和強(qiáng)度,預(yù)防骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生。3. 預(yù)防水氟?。涸谝恍┑貐^(qū),水中的氟含量過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致水氟病的發(fā)生。氟可以與水中的鈣、鎂等離子結(jié)合,形成不溶性的氟化物,從而降低水中的氟含量,預(yù)防水氟病的發(fā)生。如何正確使用氟:1. 使用含氟牙膏:含氟牙膏是預(yù)防齲齒的有效方法之一。使用含氟牙膏時(shí),要注意正確的刷牙方法,將牙膏擠在牙刷上,輕輕刷牙,不要用力過(guò)猛,以免損傷牙齒和牙齦。2. 飲用適量的水:在一些地區(qū),水中的氟含量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)健康造成危害。飲用適量的水可以保持身體的水分平衡,同時(shí)也可以避免攝入過(guò)量的氟。3. 合理飲食:一些食物中含有豐富的氟,如海鮮、茶葉、牛奶等。合理飲食可以攝入適量的氟,同時(shí)也可以避免攝入過(guò)量的氟。本篇內(nèi)容僅供科普,圖片內(nèi)容皆來(lái)自于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系作者刪除
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2025-07-25
丙酸:低調(diào)“多面手”賦能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)安全與發(fā)展
丙酸:低調(diào)“多面手”賦能現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)安全與發(fā)展在眾多化學(xué)原料中,丙酸或許并不為大眾所熟知,但它卻如同一位默默守護(hù)者,憑借其獨(dú)特的抑菌能力與化學(xué)活性,廣泛滲透于多個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,為產(chǎn)品質(zhì)量安全、生產(chǎn)效率提升貢獻(xiàn)著不可或缺的力量。 守護(hù)農(nóng)牧業(yè)基石:飼料防腐的衛(wèi)士面對(duì)全球飼料存儲(chǔ)與運(yùn)輸中的霉變挑戰(zhàn),丙酸及其鹽類(如丙酸鈣、丙酸銨)憑借其高效、低毒、廣譜的防霉抑菌特性,已成為飼料行業(yè)防腐保鮮的首選方案之一。它能有效抑制霉菌及特定細(xì)菌滋生,顯著延長(zhǎng)飼料保質(zhì)期,保障動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)攝入安全,廣泛應(yīng)用于配合飼料、青貯飼料等產(chǎn)品中,為畜牧業(yè)健康發(fā)展保駕護(hù)航。保障餐桌安全:食品防腐的可靠伙伴在食品工業(yè)中,丙酸鈣、丙酸鈉等安全添加劑在法規(guī)許可范圍內(nèi)發(fā)揮著重要作用。它們能有效抑制引發(fā)面包、糕點(diǎn)等烘焙食品霉變的微生物,延長(zhǎng)貨架期,保持食品新鮮口感。同時(shí),在部分奶酪及乳制品加工中,丙酸鹽也用于控制不良微生物生長(zhǎng),確保食品安全與品質(zhì)穩(wěn)定,守護(hù)消費(fèi)者“舌尖上的安全”。驅(qū)動(dòng)精工制造:醫(yī)藥化工的關(guān)鍵“基石”丙酸的重要性在精細(xì)化工與制藥領(lǐng)域尤為突出。它是合成多種高附加值化學(xué)品不可或缺的中間體。例如,丙酸是生產(chǎn)主流除草劑的重要起始原料,服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè);同時(shí)也是合成布洛芬等常見(jiàn)解熱鎮(zhèn)痛藥的關(guān)鍵前體之一,影響著人類健康福祉。其衍生物在溶劑、香料、涂料等領(lǐng)域亦有重要應(yīng)用。賦能工業(yè)創(chuàng)新:塑料助劑的隱形推手在塑料工業(yè)中,丙酸衍生物(如某些丙酸酯類)可作為高效的增塑劑應(yīng)用于聚氯乙烯(PVC)等材料的生產(chǎn)加工中,改善塑料制品的柔韌性、加工性能及低溫耐受性。這類助劑對(duì)提升特定塑料產(chǎn)品的實(shí)用性和耐用性起到了推動(dòng)作用。 此外,丙酸鹽在醫(yī)藥領(lǐng)域也扮演特定角色,如局部外用藥物可用于輔助治療輕微皮膚感染。丙酸以其多樣化的形態(tài)和功能,在保障安全、提升效率、促進(jìn)創(chuàng)新等方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用價(jià)值。隨著各行業(yè)對(duì)安全、環(huán)保、高效需求的持續(xù)增長(zhǎng),這位低調(diào)而高效的“多面手”必將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間,持續(xù)為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)注入活力。
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2025-07-22