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- 單位地址| 萊州市文化西路隆發(fā)工業(yè)區(qū)
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日前，基于鈦酸鋰的功率型動力鋰電池因其快充特性好，-是-攜手王健林投資了鈦酸鋰電池以后，得到眾多資本關注。但是鈦酸鋰電池的能量密度偏低，無法滿足我國新能源汽車發(fā)展需要，鈦酸鋰電池的工業(yè)化應用目前仍面臨一系列挑戰(zhàn)。近，上海交通大學馬紫峰教授與其博士后袁濤等人對鈦酸鋰電池在鋰離子電池工業(yè)應用中存在的問題進行綜述，以“challengesofspinelli4ti5o12forlithium-ionbatteryindustrialapplications”為題，發(fā)表在advancedenergymaterials上。
鈦酸鋰電池存在的主要挑戰(zhàn)主要包括，如何提高鈦酸鋰的電子電導率及其快速充電響應、如何進一步提高鈦酸鋰電極的理論容量、如何解決鈦酸鋰界面化學引發(fā)的脹氣問題，以及如何優(yōu)化設計全電池以實現(xiàn)鈦酸鋰的優(yōu)勢等。作者綜述了近三年鈦酸鋰負極材料的相關文獻，針對上述應用的挑戰(zhàn)提出了-化策略、反應界面的穩(wěn)定性和全電池設計的觀點和建議，為今后鈦酸鋰電池的研究和工業(yè)發(fā)展-了方向。
在鈦酸鋰電極的-化策略中，從碳修飾、形貌控制、元素摻雜、雜質(zhì)相復合、電池過放（放電電位接近0v）這五個方面進行闡述。對于碳修飾改性，分析了無機碳源和有機碳源對鈦酸鋰改性的不同影響（圖1），雖然無機碳源通常具有較高的電子電導率，但是需要-的碳源（碳納米管或石墨烯等）以及合適的制備方法-其與鈦酸鋰分散均勻，否則不僅不能有效提高鈦酸鋰的高倍率性能，還可能造成電極表面電流分布不均衡，而產(chǎn)生更-的問題。有機碳源雖然能夠均勻地包覆在鈦酸鋰顆粒表面，但是仍需要對其裂解后得到的碳電導率及其成本價格進行合理選擇。對于形貌控制，納米級的鈦酸鋰材料無疑表現(xiàn)出-的倍率性能，但是考慮到工業(yè)化高振實密度的要求，認為一次粒徑納米級、二次粒徑微米級的多層級近球形結構是形貌。合理的元素摻雜和雜質(zhì)相復合可以改變li原子在晶格中的位置以及ti元素的價態(tài)進而提高鈦酸鋰的倍率性能。有一些摻雜還可以提高鈦酸鋰的理論容量，例如較大半徑的離子（na 、k 、gd3 、zr4 、ta5 、v5 等）摻雜在li位和ti位，可以通過擴大晶胞系數(shù)而容納更多的li。另外，把鈦酸鋰的放電截止電位從1v下降到0v，也可以使其理論容量從175mah/g增加到250mah/g，但是會-鈦酸鋰優(yōu)良的循環(huán)性能。作者在文中舉例并提出，多種優(yōu)化策略的協(xié)同作用能夠-的提高鈦酸鋰電池的理論容量和倍率性能。
云制造作為一種新的生產(chǎn)模式，是大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、智能制造和物聯(lián)網(wǎng)等技術運用于工業(yè)制造領域并進一步向流通、消費等領域拓展的產(chǎn)物。深入研究和把握云制造的實質(zhì)、主要特點以及實現(xiàn)路徑，是發(fā)展云制造、推動我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國邁進的基礎。
云制造的實質(zhì)是工業(yè)化與信息化-融合。運用互聯(lián)網(wǎng)技術和互聯(lián)網(wǎng)營銷模式促進工業(yè)化與信息化-融合，發(fā)展智能制造，促進制造業(yè)提檔升級，這是云制造的重要內(nèi)涵。智能制造是制造業(yè)向-發(fā)展的集中體現(xiàn)，也是云制造的-內(nèi)容。目前，美國、德國、日本處于制造業(yè)的-位置，我國的制造業(yè)總體上仍處于中低端水平。我國要實現(xiàn)從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變，發(fā)展智能制造是必修課。雖然云制造的-是智能制造，但兩者是有一定區(qū)別的。智能制造概念主要適用于制造領域，而云制造是大制造的概念，它突破了制造業(yè)領域，從制造、銷售領域延伸拓展到使用、服務等領域。換言之，云制造的外延比智能制造更寬泛。
云制造的主要特點是資源整合、產(chǎn)業(yè)融合和定制生產(chǎn)。云制造的個特點是資源整合利用。云制造可以將分散的制造資源（如軟件、數(shù)據(jù)、計算、加工、檢測等）集中起來，形成邏輯上統(tǒng)一的資源整體，提高資源利用率，進而突破單一資源的能力-。云制造的第二個特點是能夠促進產(chǎn)業(yè)融合，-是促進制造業(yè)與服務業(yè)融合。云制造所依托的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等，有利于企業(yè)了解產(chǎn)品的銷售和使用情況，了解消費者對產(chǎn)品的滿意度；有利于企業(yè)根據(jù)消費者的意愿和需求對產(chǎn)品的結構、功能等進行調(diào)整，并提供及時、-的服務，從而促進生產(chǎn)與市場、生產(chǎn)與消費有效對接。由于把制造與服務有機結合起來，拉長了產(chǎn)業(yè)鏈，云制造能夠推動制造業(yè)與服務業(yè)融合發(fā)展。云制造的第三個特點是個性化定制生產(chǎn)。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式是企業(yè)根據(jù)市場-結果決定生產(chǎn)的產(chǎn)品品種和數(shù)量，產(chǎn)品經(jīng)過商業(yè)渠道到達消費者手中。電子商務模式出現(xiàn)后，生產(chǎn)者和消費者的溝通障礙、時空障礙、交易障礙得以消除，可以用c2b（消費者到企業(yè)）模式代替b2c（企業(yè)到消費者）模式。在云制造中，企業(yè)可以大數(shù)據(jù)平臺為基礎、以柔性化生產(chǎn)為依托，根據(jù)客戶需求進行個性化定制生產(chǎn)。不難看出，借助大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，云制造實現(xiàn)了由普通制造向智能制造的轉(zhuǎn)變、由生產(chǎn)領域向服務領域的延伸、由資源分散低效向資源集中整合的轉(zhuǎn)變。正是這種產(chǎn)業(yè)融合和個性化定制生產(chǎn)，顛覆了傳統(tǒng)的生產(chǎn)營銷和服務模式。這也是云制造與普通工業(yè)制造的主要區(qū)別。
發(fā)展云制造的關鍵在于路徑選擇。當前，美國選擇的是依靠信息技術優(yōu)勢推動云制造，以ge、ibm等公司為支持，走軟件打通硬件之路；德國選擇的是依托制造優(yōu)勢推動云制造，以西門子、庫卡、sap等公司為-，走硬件打通軟件之路。在云制造的智能制造方面，美國的路徑是先開發(fā)智能產(chǎn)品再推動智能生產(chǎn)，德國的路徑是先強化生產(chǎn)的智能化再實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。就我國目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來看，可以選擇以電子商務的商業(yè)模式-倒逼智能制造和云制造發(fā)展；在云制造的智能生產(chǎn)和智能產(chǎn)品選擇方面，可以先選擇產(chǎn)品智能化作為發(fā)展重點，以產(chǎn)品智能化推動生產(chǎn)智能化。當然，云制造的發(fā)展還面臨諸多制約因素，如智能產(chǎn)品的開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的建設、云接入的通信協(xié)議、智能產(chǎn)品的標準問題以及公有云、私有云和混合云的邊界劃定與控制等，這些問題都有待我們繼續(xù)深入研究解決。
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