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测试GO：揭秘枝晶生长对锌离子电池寿命的影响
揭秘枝晶生长对锌离子电池寿命的影响-测试GO非均匀沉积：在循环过程中，Zn2⁺ 在电极表面沉积时容易受局部电场和界面能影响，优先生长于突起部位，形成“尖端效应”。 简言之，枝晶是 Zn 电极在电化学循环中“非均匀沉积—突起加速生长—副反应进一步恶化”的综合结果。02典型的枝晶研究方法1. ，可以直接捕捉 Zn 枝晶的细节形貌与生长方向。 锌枝晶在 (F) 120 秒、(G) 240 秒和 (H) 680 秒后溶解。锌枝晶在 (I) 304 秒和 (J) 656 秒后再生。(K) 重建的枝晶和隔膜顶部的三维图像，以及枝晶生长方向的尖端。 (L) 锌阳极左右两侧的枝晶生长与时间的关系。(M) 初始生长后穿透隔膜的枝晶的截面图像。
30910编辑于 2025-11-04 - 来自专栏机器之心
3分钟充满电，循环超10000次，哈佛新型固态锂电池获技术许可
当阳极由锂金属制成时，表面会形成称为枝晶的针状结构。这些结构在电解质中生长，并刺穿分隔阳极和阴极的屏障，导致电池短路甚至着火。 他们通过新颖的结构和材料设计在枝晶造成损害之前阻止它们生长。因此，该设备可以在较长的使用寿命内保持其高性能。 电池的设计是怎样的我们可以将电池想象成三明治。 第一种电解质（化学名称 Li_5.5PS_4.5Cl_1.5 或 LPSCI）对锂更稳定，但容易发生枝晶穿透。 第二种电解质（Li_10Ge_1P_2S_12 或 LGPS）对锂的稳定性较差，但不受枝晶的影响。在这种设计中，枝晶可以通过石墨和第一电解液生长，但当它们到达第二电解液时就会停止生长。 换句话说，枝晶在生菜和番茄中生长，但在培根处停止。培根屏障阻止枝晶穿过电池。 李鑫表示：「如果你想让汽车实现电动化，固态电池是必经之路。
51630编辑于 2022-09-20 - 来自专栏测试GO材料测试
原位电化学阻抗谱（EIS）技术在锌离子水系电池领域的应用-测试GO
原位电化学阻抗谱（EIS）技术在锌离子水系电池领域的应用原位电化学阻抗谱（EIS）技术在锌离子水系电池领域中被广泛应用，主要用于研究电池运行过程中的电极/电解质界面动态变化、锌枝晶的形成、固体电解质界面 然而，锌负极在实际应用中面临锌枝晶生长、析氢反应和腐蚀等问题，这些问题会导致电池循环寿命降低。锌枝晶的形成与抑制： 锌枝晶的形成是导致锌负极失效的主要原因之一。 原位EIS可以用来监测锌沉积过程中阻抗的变化，从而研究锌枝晶的形成机制。通过在电解液中添加添加剂，如有机小分子，或构建人工界面层，可以有效抑制锌枝晶的生长。 引入乙酰磺胺酸作为电解质添加剂，可以形成富含有机阴离子的界面，从而抑制锌枝晶的生长和副反应。SEI膜的形成与优化： 固体电解质界面（SEI）膜的形成对锌负极的稳定性至关重要。
81400编辑于 2025-08-14 - 来自专栏模拟计算
揭示电解液与界面奥秘，理论计算赋能水系电池创新
7. 离子扩散能垒计算研究内容：采用DFT方法（如NEB）计算离子在电极材料内部或表面迁移的能垒。该能垒是决定离子固相扩散快慢的核心参数，对于评估电极材料的倍率性能至关重要。离子扩散能垒计算案例8. 相场模拟研究内容：采用相场模拟这一介尺度计算方法，研究电极表面枝晶的生长形貌、动力学过程及其与应力场的相互作用。该方法能够直观预测枝晶生长，为抑制枝晶、提升电池循环寿命提供设计策略。 从单个分子的电子结构（DFT）到百万原子体系的动态演化（MD），再到枝晶生长的介观模拟（相场），它们相互关联、层层递进，能够系统地解决水系电池在电解液设计、界面调控、离子传输等方面的核心科学问题。
37810编辑于 2025-09-18 - 来自专栏测试GO材料测试
前沿实验室丨形貌与晶体结构表征技术全解析
从锌负极的枝晶抑制到高镍正极的相变调控，从水系电池的界面优化到固态电池的电解质设计，材料的形貌特征与晶体结构始终是决定性能的核心要素。 这种晶体学取向的精准调控，直接促成锌沉积从枝晶生长向均匀密堆积的转变，使电池循环寿命突破2000次。 这项技术不仅能揭示烧结工艺、机械加工对晶体取向的影响，更可与应力分析耦合，解释晶界滑移导致的循环失效机制，成为高性能陶瓷、金属基复合材料研发的必备工具。 在水系锌电池研究中，科研团队借助原位光学显微镜观察到：未改性锌电极在循环50圈后出现密集的"蘑菇状"枝晶，而经氟化石墨烯修饰的电极表面，锌沉积始终保持均匀的"薄饼状"生长，产气速率从2.3 mL/h降至 这种实时观测不仅验证了界面修饰的有效性，更揭示了产气行为与枝晶生长的时空关联性。相较于离线表征，原位技术能捕捉瞬态反应特征，区分主反应与副反应的贡献，为抑制枝晶生长、延长电池寿命提供关键动力学参数。
47810编辑于 2025-08-14 - 来自专栏机器之心
锂离子带给动力电池的「爱与恨」
这其中严重的，就是锂离子电池内部的枝晶。电动汽车由于电池自燃引发的事故比比皆是，而自燃的主要原因，就是电池内短路。 这其中，电因素是最无法防范的，因为迄今为止研究人员还没有完全搞清楚锂枝晶的产生原理。 这些副产品形成的硬堆积物会撕裂隔膜，为锂枝晶的生长提供空间，从而形成短路。 其面临三个主要问题：锂枝晶、「死锂」以及体积改变，这三点都会导致锂金属电池循环寿命极短。 与锂离子电池不同，锂金属电池中的锂离子获得电子后，直接以金属锂颗粒的形式，附着在负极上，从而形成枝晶状图案。 而良性的SEI层不仅可以防止负极与电解液发生反应，还可以抑制锂枝晶生长。 虽然关于金属锂电池的研究仍停留在实验室，但我们每天都能看到海内外科研团队对于不同形态电池的测试进展以及技术突破。
85430编辑于 2023-03-29 基于MATLAB的相场模型实现与关键算法解析
[dTdx,dTdy]=gradient(T,dx,dy);d2Tdx2=del2(T,dx);d2Tdy2=del2(T,dy);dT=k*(d2Tdx2+d2Tdy2);end四、高级应用案例1.枝晶生长模拟 ,'FaceColor','r','EdgeColor','none');isonormals(X,Y,Z,phi,fv);六、典型应用场景场景关键参数验证指标金属凝固过冷度ΔT=150K晶粒尺寸分布枝晶生长各向异性强度 ε=0.1二次枝晶臂间距裂纹扩展临界能量释放率G_c=1J/m²裂纹路径偏转角聚合物共混界面张力σ=0.5mN/m相区面积变化率
9610编辑于 2026-04-10- 来自专栏测试GO材料测试
原位X射线衍射（XRD）技术在锌离子水系电池领域的应用
这些信息对于优化电池性能、提高循环稳定性和解决锌枝晶问题至关重要。 例如，研究表明，通过原位XRD分析，可以观察到非水电解液锌离子电池在循环过程中可逆的立方-单斜晶相变机制。3. 锌金属负极材料： 锌金属负极在水系锌离子电池中具有重要应用，但锌枝晶生长和析氢等问题会影响电池的性能和寿命。原位XRD可以用来研究锌沉积和溶解的机制，以及锌枝晶的形成过程。 例如，研究表明，通过调节初始堆叠压力，可以实现锌的平面生长，从而促进更大的锌沉积面积。3. 其他正极材料： 除了锰氧化物和钒氧化物，还有一些其他的正极材料也被用于ZIBs的研究。
51910编辑于 2025-08-11 - 来自专栏模拟计算
测试GO前沿实验室：为水系电池研究提供多维度表征解决方案
一、核心表征技术：揭示电池材料的微观世界形貌与晶体结构分析三维形貌图：利用扫描电子显微镜（SEM）与原子力显微镜（AFM）技术，可视化锌负极沉积形貌（如枝晶抑制效果）、SEI膜分布状态，结合能谱分析揭示元素组分空间分布 反应自由能计算：预测多硫化物穿梭效应或锌枝晶生长的热力学倾向，指导添加剂设计与界面工程。 三、应用场景与案例参考锌负极优化通过晶体取向调控（如单晶[0001]锌箔）减少枝晶生成，结合TOF-SIMS分析SEI成分，提升循环寿命（Advanced Materials, 2025）。
21210编辑于 2025-08-11 - 来自专栏激光熔覆
激光熔覆再制造技术的研究现状及其影响因素
枝晶骨架的生长受到限制，晶粒尺寸减小到原来的1/10左右，枝晶从基部到顶部逐渐等轴化。指出形核速率、温度梯度和凝固时间对晶粒尺寸和晶粒生长方向起决定性作用。
65730编辑于 2022-12-28 - 来自专栏AI科技评论
深度学习的下一个十年，延展基础科学研究变革的「角力场」
发现人类7%新基因，发现系列分子进化规律，揭示中国人群系列疾病易感基因。 报告题目：机器学习力场应用于锂金属负极生长机理研究 报告摘要：锂枝晶是阻碍锂金属负极商业化应用的关键问题，对其动力学机理的研究对探寻抑制锂枝晶生长的有效手段至关重要。 机器学习力场兼顾了第一性原理的精度和分子动力学的计算效率，为锂枝晶的动力学研究提供了有效手段。我们基于机器学习力场对锂枝晶的生长机理上做了深入和系统的工作，为实验上抑制锂枝晶生长提供了有效解决方法。
64910编辑于 2023-04-12 - 来自专栏模拟计算
仿真模拟计算有哪些技术方法和应用场景？
有限元仿真计算电场增强、传热传质、力学分析、锂枝晶生长、相场模拟、格子玻尔兹曼方法等，其基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元的组合体。
62710编辑于 2024-08-14 - 来自专栏用户9688177的专栏
ProCAST有限元铸造工艺模拟软件
ProCAST还具备一个更精细的模型来模拟气孔位置，该模型通过精确计算枝晶收缩和气体含量模拟出气孔位置应力分布与变形ProCAST具备独特的热、流动及应力耦合分析能力，并且，这种完全的耦合分析可以同时在同一网格上进行 在这个等轴晶粒区域，晶粒结晶方向优先按照热流方向生长，抑制了其它方向晶粒的生长。极端的情况是，在需要单晶的特殊应用场合，在严格控制的凝固条件下，使一个晶核生长成整个单晶零件。 如果剪切速率很大，那么已凝固枝晶就被破坏，流动性就会增加，ProCAST开发了专业模型来解决这类问题。
3.8K30编辑于 2022-06-28 - 来自专栏测试GO材料测试
原位表征技术在水系电池研究稳定性测试中的应用-测试GO
技术亮点：通过质量-时间曲线（如图中所示），可直观识别可逆沉积/溶解行为与不可逆副反应（如枝晶生长、死锂形成）；应用场景：适用于水系锌电池、锂离子电池等体系，助力电极材料设计及循环寿命优化。
26110编辑于 2025-09-01 充电vs换电：等离子技术为电池安全保驾护航
PART1技术路径分野：充电与换电的核心难点充电模式：上游技术攻坚1.材料科学瓶颈：提升能量密度与保障安全性存在天然矛盾2.电极材料挑战：快充需要更高的锂离子扩散速率，同时抑制枝晶生长3.电网承载压力：
15010编辑于 2025-11-07- 来自专栏测试GO材料测试
微分电化学质谱（DEMS）在电池研究中的应用与检测分析
分析锂枝晶生长伴随的 H₂ 释放（来自电解液还原）。（2）锂硫（Li-S）电池检测多硫化物的穿梭效应，如 S₈、Li₂Sₓ（x=2~8）的挥发性物种。研究电解液添加剂对多硫化物转化的影响。
80310编辑于 2025-06-30 - 来自专栏光芯前沿
IMEC：300mm硅光平台的64Gb/s O波段GeSi电吸收调制器EAM
外延生长与处理 - 晶圆经清洗后被置入ASM Intrepid™化学气相沉积（CVD）反应器中。先是在850°C进行短暂的外延生长前烘烤，优化晶圆表面状态，提升后续外延层生长质量，减少缺陷生成概率。 按顺序先是生长170nm厚、n型掺杂的Si₀.₁₅Ge₀.₈₅ SRB层（以PH₃作为掺杂源），生长后进行退火处理，降低线位错密度，减少晶格缺陷，提升晶体质量。 - 再生长60nm厚本征Si₀.₁₅Ge₀.₈₅作为顶部间隔层，并且特意控制生长时间使其过量生长，确保能完全填充腔体，维持结构完整性与平整度，为后续工艺步骤提供良好基础。 3. TPmin的最佳值大多位于晶圆中心，最差值位于晶圆边缘。 图6展示了测量的IL的晶圆图，中位数为7.9dB，标准差为0.98dB。 最低IL值在晶圆中心测量到，与具有最低TPmin的芯片位置重合。 图7展示了在2Vpp（在 -1V和 -3V之间）下与TPmin相对应的ER的晶圆图。
85000编辑于 2025-04-08 - 来自专栏芯智讯
晶盛机电宣布成功研发出8英寸N型SiC晶体
据介绍，此次研发成功的8英寸碳化硅晶体，晶坯厚度25mm，直径214mm，是晶盛在大尺寸SiC晶体研发上取得的重大突破。 不但成功解决了8英寸碳化硅晶体生长过程中温场不均、晶体开裂、气相原料分布等难点问题，同时还破解了碳化硅器件成本中衬底占比过高的难题，为大尺寸碳化硅衬底广泛应用打下基础。 需要指出的是，而碳化硅材料的生长也效率非常低，并不像硅材料那样，可以相对容易的制备出数米长的晶棒。 目前碳化硅生长出来体积也相对比较小，所以大多数情况下都只能制备成直径100mm或150mm（4英寸或6英寸）晶圆。 ； 罗姆旗下SiCrystal公司预计2023年左右开始量产8英寸衬底； 2021年7月，意法半导体率先宣布成功制造出首批8英寸碳化硅晶圆片。
42810编辑于 2022-08-17 通信大魔王，Canopen转profinet网关实时监控打造单晶炉产线安全
单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。拉晶过程是前道工艺的重要环节，影响着硅片的纯度和质量。 核心功能- **协议转换**：将单晶炉内部CANopen设备（如伺服驱动器、温度控制器、I/O模块）的数据无缝接入PROFINET网络，实现与PLC（如西门子S7系列）或上位机系统的实时通信。 网关将温度数据（设定值、实际值、报警状态）转换为PROFINET信号，供PLC实时调节PID参数，确保晶体生长过程中的温度稳定性。 - **运动控制**晶棒提拉装置（伺服电机）通过CANopen通信控制速度和位置。网关将PROFINET指令转换为CANopen报文，实现高精度同步运动，同时反馈实际位置至PLC，避免断晶或生长缺陷。 实际案例配置**- 网关型号：canopen转profinet- PLC：西门子S7-1500（PROFINET控制器）。
27710编辑于 2025-08-19- 来自专栏芯片工艺技术
砷化镓基板对外延磊晶质量的影响
其典型的生长条件如下： AsH3流量 （7~9）*10*-4mol/min TMGa流量 10*-5mol/min 生长温度为 600 待温度升到外延生长温度后，通入TMGa晶向生长。 5.生长完毕后，先停止通TMGa，降温到300℃，再停止通AsH3. 6 待降到室温后，开炉取出片子。 多的是外延片的生长磊晶阶段。 行业的上游是砷化镓基板和EPI晶圆。 基板就是砷化镓晶圆最基础的材料(GaAs衬底），生产商主要有日本住友电工（Sumitomo）；德国弗莱贝格（Freiberger） 美国AXT 生产完成后，要送到EPI晶圆厂（GaAs外延），由英国的 IQE，台湾全新光电VPEC，日本住友等龙头厂商在砷化镓晶圆表面沉淀增加不同的材料层。
92430编辑于 2022-06-08
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