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　　新闻摘要全新的流变-阻抗谱(Rheo-IS)附件可帮助电池研究人员在实际和工艺相关条件下更好地评估电极浆料成分的质量。这款适用于TA仪器的Discovery混合型流变仪的Rheo-IS附件采用无摩擦式专有设计(专利申请中)，可完成全范围的流变学和电学测量。它将测量控件与数据分析功能完全集成到一个软件平台中，操作简单，使用方便。Discovery HR系列混合型流变仪搭配Rheo-IS附件佛罗里达州奥兰多–国际电池研讨会–2024年3月13日–沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)宣布推出一款适用于TA仪器公司Discovery HR系列混合型流变仪的全新附件，旨在实现电阻抗和流变学的同时测量。这项功能对于研究新型电池配方的科学家而言具有重大意义。沃特世公司TA仪器事业部高级副总裁Jianqing Bennett表示：“专注于性能优化和大规模生产的电池创新人员需要采用灵敏的工具来表征电极浆料的成分并确保质量。有了Rheo-IS附件，我们就可以利用这款功能多样且简便易用的Discovery HR混合型流变平台进行浆料配方分析，实现全范围的电阻抗测量并获得出色的流变灵敏度。”将Rheo-IS附件与Discovery HR搭配使用时，电池研究人员可以在真实的工艺相关条件下，通过阻抗谱测量来评估电极浆料中的导电结构，包括模拟混合、储存和涂层过程中颗粒分布变化的表征，从而促进电极材料开发，提高电池生产效率。美国西北大学化学与生物工程助理教授Jeff Richards表示：“TA仪器的Rheo-IS附件为我们的研究项目带来了全新的科学视角，让我们能够深入研究导电和离子导电柔性材料。这套一体化工作流程可自动执行复杂的流变学和电学方案，辅以硬件和软件的紧密集成，使测量成为常规性工作，在提高通量的同时还能够改善数据质量。”目前的流变学解决方案依赖于性能受限的机械接触来进行电阻抗测量，这不仅会影响灵敏度，还会限制数据的获取和深入分析。Rheo-IS附件采用的专有技术(专利申请中)突破了这些限制——这种设计利用Discovery HR混合型流变仪在全范围内的扭矩灵敏度进行精密流变学测量，并能在频率高达8 MHz的条件下进行电阻抗测量。Rheo-IS附件简单易用，5分钟内即可完成安装，同时可将测量控件和数据分析功能完全集成到TA仪器的TRIOS软件中。新附件的加持扩展了Discovery HR在电池材料领域的应用性，使其不仅可以进行浆料流动特性的流变学测量和干电极涂层的粉体流变学测量，现在还支持同时进行浆料的电阻抗测量，所有这些工作都可以在同一个平台上轻松完成。沃特世-TA仪器现已面向全球发售Rheo-IS附件。关于沃特世公司(其他资料参考了解更多流变-阻抗谱(Rheo-IS)附件的信息和报价，请拨打转6号线或邮件联系。同时也欢迎参加3月15日上午8:30(美国东部时间)举行的研讨会：“通过流变学测量优化电极制造”，届时沃特世应用科学家Kimberly Dennis博士将向您介绍Rheo-IS附件的新近测试数据。沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)是居于全球前列的分析仪器和软件供应商，作为色谱、质谱和热分析创新技术先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。沃特世公司在35个国家和地区直接运营，下设14个生产基地，拥有8,000多名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于TA仪器(仪器创立于1963年，现隶属于沃特世公司旗下，是材料表征领域的行业领跑者，拥有热分析、流变、热物性、微量热及机械分析等仪器产品。TA仪器致力于服务材料科学、医学、电子和其他科学领域的领先发现，提供创新和可靠的仪器产品，以满足科学家在物理性能评估方面的需求，改善人类健康和福祉。Waters、Discovery和TRIOS是沃特世公司的商标。媒体联系方式沃特世公司钱洁+ 86 21 6156 关于沃特世公司(沃特世公司(纽约证券交易所代码：WAT)是居于全球前列的分析仪器和软件供应商，作为色谱、质谱和热分析创新技术先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。沃特世公司在35个国家和地区直接运营，下设14个生产基地，拥有8,000多名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于TA仪器(仪器创立于1963年，现隶属于沃特世公司旗下，是材料表征领域的行业领跑者，拥有热分析、流变、热物性、微量热及机械分析等仪器产品。TA仪器致力于服务材料科学、医学、电子和其他科学领域的领先发现，提供创新和可靠的仪器产品，以满足科学家在物理性能评估方面的需求，改善人类健康和福祉。Waters、Discovery和TRIOS是沃特世公司的商标。媒体联系方式沃特世公司钱洁+ 86 21 6156

　　从轻型笔记本电脑到越野电动汽车驾驶，无数应用中都需要提高锂离子电池的能量密度和性能。由于电池电极直接影响电池功能的这些方面，因此如何提升电极及其组件的性能一直是电池研究人员的研究重点。电池浆料加工也是电池生产中的一个关键步骤，可为提高效率和降低成本提供重要机会。 要优化浆料的稳定性和流动性，就必须找到阴极/阳极材料、粘合剂、添加剂和溶剂的正确配方星空体育。流变研究材料的流动和变形行为，是浆料研究、开发和质量控制中非常有用的分析方 法。  流变可帮助电池生产商测量和分析关键的浆料质量，包括：  混合和涂层  结构变化和恢复  稳定性和保质期  电极均质性  质量控制01流变测量包括哪些内容？三个流变测量对于电池浆料至关重要：即粘度、触变指数和屈服应力。 黏度测量浆料的流动阻力或内摩擦力。浆料的配方和原材料可极大改变浆料的流动行为。了解浆料的流动对于优化混合和涂层加工条件非常重要。 触变行为描述材料结构变形随时间的变化。它有助于深入了解浆料的静态结构、涂层过程中浆料的变形情况以及涂层后的恢复速度。 屈服应力是材料开始流动时所施加的应力。当应力值低于屈服应力时，材料不会流动。屈服应力对于预测浆料的保质期和抗沉降稳定性至关重要。02优化浆料配方和加工方法浆料流变可帮助研究人员确定电极的最佳配方。例如，流变可以敏感地区分多种不同浆料配方间的稳定性条件。在《基本电池浆料表征技术》电子书中的一项研究使用流变分析来确定更优异的均质混合和更好的电池性能。具体实验内容和结果可在文末获取。 电极浆料基质包含对电池功能和性能至关重要的活性粉体。粉体流变测量粉体材料的内聚力、屈服强度和流动性。但是，粉体的形状、尺寸和表面处理可改变浆料的行为方式（从降低粘度到易于分散等）。粉体流变可深入了解理想的储存条件和加工工艺，在获得最佳的粉体流动的同时防止结块形成。在《基本电池浆料表征技术》一书中的相关研究展示了粉体流变可如何帮助减少聚集体形成并实现均匀的电极涂层。 研究人员还可利用流变研发更好的电极浆料加工条件。来自橡树岭国家实验室和田纳西大学的Hawley和Li分别发表了他们使用TA仪器的Discovery混合流变仪对浆料混合和涂层温度进行研究的结果，以调查浆料性能并优化加工条件。他们发现，提高加工温度可提供更快、缺陷更少的涂层，同时还可减少加工过程中的废料产生并提高产品的抗沉降性。[1]03您实验室中的电极浆料流变测量借助如今先进且直观的技术，获得可靠的浆料流变测量和分析比以往任何时候都更加容易。Discovery HR系列混合型流变仪是沃特世-TA仪器的明星产品之一，具有高灵敏度、简单易用、功能多样等特点，可满足严苛的应用需求。  更低惯量托杯电机  转动惯量低至21µN·m·s2，约为永磁体电机的四分之一。   超低摩擦磁悬浮轴承  专利的磁悬浮止推轴承，轴承摩擦低至0.3μN·m(rad/s)，约为全空气轴承的三分之一。[2]   真实间隙轴向位置传感器  专利的真实位置传感器 (TPS)，可实时测量和补偿热膨胀造成的影响，保证线]   主动式轴向力平衡传感器  美国专利的法向力再平衡传感器 (FRT)，在任何时间和任何情况下都能保持零漂移，从而实现精确测量。[4][1] W. Blake Hawley and Jianlin Li, “Beneficial Rheological Properties of Lithium-Ion Battery Cathode Slurries from Elevated Mixing and Coating Temperatures,” Journal of Energy Storage 26 (December 2019), 美国专利号 7,137,290；7,017,393；6,798,099[3] 美国专利号 10,161,843[4] 美国专利号 6,798,099上文中提到的浆料配方和加工方法的优化策略的详细干货，都在TA仪器应用专家爆肝整理的《基本电池浆料表征技术》电子书里啦~书中详细展示了如何优化浆料配方和加工条件以提高电池性能，还有更多浆料流变应用的真实实验示例，马上扫描二维码来领取吧！

　　概要锂电池电极加工的不同阶段，对加工浆料的流动性能有着不同的要求，因此，准确表征浆料的流动性能对电极加工工艺有着至关重要的指导意义，本文简述了锂电池电极加工用浆料的流动性能表征。关键词：锂电池；电极；加工浆料；流动性能；流变引言锂电池电极制造过程的不同阶段对浆料的流动性能要求是不同的，比如在浆料制备的混合和涂布阶段，要求浆料的黏度足够低以达到最佳混合和涂布效果；而干燥过程中则要求浆料的黏度足够高以减少颗粒的沉降、迁移。尽管看上去不同阶段对浆料的黏度要求不同，但这些要求实际上并不相互矛盾，原因是不同的加工阶段对应的剪切尺度存在明显差异，即不同加工阶段对应的剪切速率存在差异。比如，涂布过程是在较高速率下进行且涂层较薄，其对应的剪切速率较高；而干燥过程几乎不存在剪切作用，主要是颗粒对周围介质的沉降或迁移，实际对于很低的剪切速率。电极加工浆料是一种由活性材料、导电粒子、粘接料和溶剂等组成的多相、多尺度复杂流体，其所受到的剪切速率会对其流动性能产生显著影响，因此，准确测量电极加工浆料的流动性能对浆料性能的综合评估以及对加工工艺的指导有着十分重要的现实意义。加工剪切速率衡算示例浆料涂布是电极加工过程中十分重要的一个环节，常见的两种涂布工艺如图1所示。图1：电极加工浆料涂布工艺图1所示的两种涂布工艺过程对应的剪切速率 (γ̇)分别为：其中v为涂布速率，h为涂层厚度，Q为口模流量，b为口模宽度。   浆料流动性能测量  浆料的流动性能测量设置的剪切速率除要覆盖到涂布工艺对应的剪切速率外，低剪切要做到尽可能低以评估其干燥过程中的抗沉降、抗迁移性能。典型的测量结果如图2所示。    图2：电极加工浆料的流动性能从图2可以看出，在低剪切率条件下，浆料的黏度很高，可防止储存和干燥过程中的沉降；随着剪切率的增加，浆料表现出典型的剪切变稀行为，黏度下降了近10倍，这对于确保浆料能够有效混合和顺利涂布。 除了上述浆料的综合性能评估外，浆料的流动性能——黏度还可用于评估浆料在干燥成膜阶段的行为，这种情况下，可以用低剪切的恒剪切时间扫描模拟干燥成膜过程。流变学可提供每个生产阶段(包括储存、混合、涂布和干燥)关于电池浆料的关键信息。测量流变曲线有助于确保涂层均匀、无缺陷，使生产的电极具有一致性和高质量，且批次间重现性高、废品率低，从而降低电池生产的总体成本。 Discovery HR系列混合型流变仪是TA仪器的明星产品之一，具有高灵敏度、简单易用、功能多样等特点，可满足严苛的应用需求。  更低惯量托杯电机  转动惯量低至21µN·m·s2，约为永磁体电机的四分之一。   超低摩擦磁悬浮轴承  专利的磁悬浮止推轴承，轴承摩擦低至0.3μN·m(rad/s)，约为全空气轴承的三分之      一。[1]   真实间隙轴向位置传感器  专利的真实位置传感器 (TPS)，可实时测量和补偿热膨胀造成的影响，保证真正的间    隙准确度。[2]   主动式轴向力平衡传感器  美国专利的法向力再平衡传感器 (FRT)，在任何时间和任何情况下都能保持零漂移，    从而实现精确测量。[3]如需了解更多产品参数和应用场景，欢迎扫描下方二维码，告诉我们您的需求，我们将尽快与您联络。

　　您的病人会担心他们的人工髋关节在步行时断裂吗？或者他们的假肢还能用多久才需要更换？您提交的监管文件是否要求越来越多的全寿命测试？要回答以上这些问题，您需要对您的医疗器械进行耐久性测试。01什么是医疗器械的耐久性测试？耐久性测试也称为疲劳或应力测试，通过让器械承受生理负荷来验证器械寿命。它还可用于使用疲劳断裂法和超生理负荷水平来了解器械故障和设计裕度。最重要的是，耐久性测试的关键目的是帮助防止可能导致严重后果的产品意外故障。耐久性测试包括通过模拟人体随时间推移而承受负荷的方式对植入式医疗器械进行物理和重复加载。测试通常包括通过力、力矩、旋转、应变、位移和/或应力对器械或特定组件施加广泛和有针对性的载荷。有时会将该负荷应用于整个器械，有时则会将其应用于器械的子组件或材料。02耐久性测试方法有哪些？测试负荷通常通过以下两种测试方法重复施加：成功测试(Testing to Success)成功测试方法有助于评估器械在具有生理代表性的负荷水平下不会失效。成功测试方法通常是器械在其预期寿命内安全的最后保障之一。该方法已经使用了几十年，作为向监管批准人员证明器械耐用的支持证据的一部分。例如，成功测试可以确认植入物在生理水平下施加1000万次循环(约10年的步行和跑步寿命)时不会失效。疲劳至断裂(Fatigue to Fracture)疲劳至断裂涉及通过使用较大的加载幅度，将器械推过其失效限值来了解器械最薄弱的部件所在。该方法通常在器械开发早期使用，因为其提供的数据有助于完善器械的最终设计。如今，疲劳至断裂的结果越来越多地用于监管提交材料中，因为它们可提供更有力的可靠性证据和更严格的安全边际评估。 例如，您可能会在2倍生理水平下测试植入物以确定其失效方式和时间，然后在2.5倍或1.5倍生理水平下测试以了解寿命如何随负荷水平的变化而缩短或延长。对多个样品在多水平上重复此方法，可获得越来越高的负荷水平与植入物寿命之间关系的置信度。3医疗器械疲劳测试系统如上所述，设计新型医疗器械材料和产品需要在预期的最终用途范围内(有时甚至超出预期的最终用途)对材料特性进行全面评估和完整的性能评估。灵活且坚固的仪器能够准确及时地执行特定于器械的测试标准，并可对医疗器械植入物进行严格的性能评估。ElectroForce®技术彻底改变了材料测试的方式，可进行超可靠的疲劳和耐久性测试，是世界各地医疗器械实验室的主要仪器。哪种仪器适合我的实验室？为您的医疗器械测试选择仪器时首先需要明确您的需求：我将进行成功测试还是疲劳至断裂测试？或同时进行两种测试？我的材料或器械必须承受怎样的力？会发生怎样的位移？我的器械将在怎样的环境中运行(在空气中、流体中、各种温度下等)？沃特世-TA仪器的ElectroForce®系列负荷框架测试仪可提供于多种机械性能测试，尤其是疲劳测试。用于医疗器械测试的最常见型号包括ElectroForce 3200、ElectroForce 3300、ElectroForce 3500和多样本疲劳测试系统。您可在下表中查看快速查找符合您需求的仪器：ElectroForce®系列负载框架TA仪器的ElectroForce 3200、3300和3500负载框架采用专有的ElectroForce®直线电机技术以及先进的控制和分析软件。仪器由无摩擦动磁式电机驱动，为机械疲劳和动态力学表征提供了一种突破性的方法。由于无需进行清洁和维护操作，它们也非常适合实验室使用。因此，该仪器为单个测试仪的性能、可靠性和多功能性设定了新标准。 该系列负荷框架非常灵活，可提供多种负荷范围和框架配置。每一款仪器均利用特定于其力范围内的高性能摩擦电机、HADS传感器以及灵活方便的框架功能，非常适合测试多种材料、组件和器械的仪器。ElectroForce®多样品疲劳测试仪MSF系列多样品疲劳测试仪由功能强大且动态的ElectroForce 3300负荷框架构建，可通过同时测试多个样品来提高疲劳检测样品量。每个样品均经历相同的应用位移(例如30Hz时为1mm)，但有单独的力传感器来监测每个样品的力衰减或失效。这些仪器在柔性材料或器械的高周疲劳测试中特别有用，其中每个样品可能需要数天、数周甚至数月才能失效。该方法可以显著提高检测样品量并缩短上市时间。 ElectroForce 3300 16样品疲劳测试仪(MSF 16)提供无与伦比的16个样品容量，每个样品的力最高可达100N。优化的设计更便于样品进出并提供更好的可见性，以简化样品加载和查看过程。它包括一个可以提供加热的水浴箱，广泛用于小型器械或金属疲劳测试，如镍钛诺和其他定制形状记忆合金(SMA)。TA仪器还提供多种其他测试仪器用于表征医疗器械的材料和工艺。了解更多有关TA仪器医疗器械耐久性测试的解决方案，敬请扫描下方二维码与我们联系。

　　由寄生反应测量推动的研究突破过去十年中，在电池研究、开发和质量控制领域，已将原位和操作中等温微量热法(IMC)用作评估锂离子电池循环期间热流的主要方法。将电池循环至失效可能需要数月的时间，但新兴的诊断测试能够在几周内预测长期行为。此类新兴诊断方法之一是测量电池在循环过程中的寄生热。Krause等人(2012)[1] 概述了将寄生热事件与总热量生成进行分离的程序，以对寄生反应进行量化，然后利用寄生反应数据以实现：判断电池质量协助活性材料配方的研发研究添加剂的影响研究固体电解质界面 (SEI) 的形成和增长协助循环和日历寿命预测模型的制定以下研究示例利用沃特世-TA仪器的TAM系列微量热仪评估应用新材料、配方和加工方法的电池的寄生反应。通过了解寄生反应加强新电池配方的研发J. Krause等人(2012)[1] (来自3M)和Jeff Dahn小组(来自达尔豪斯大学)研究了不同石墨以及电极配方对电池性能的影响。他们使用TAM III微量热仪测量寄生能量并将其与活性锂损失或库仑效率相关联的早期创新者，“确认寄生能量的来源是锂化电极和电解质之间发生的反应热。”已经证明，他们的方法对研究新材料组合和预测电池寿命是有效的。 先前的工作表明，从石墨锂离子软包电池的电解质中去除碳酸亚乙酯(EC)可延长循环寿命和高压运行寿命。S. L. Glazier 等人(2017)[2] (来自达尔豪斯大学)通过联用TAM III微热量仪和电池循环器测量在高压运行期间的寄生热流，研究了无EC电解质的性能。该团队测量了寄生反应的时间和电压依赖性，以表征电池中复杂的内部反应。他们发现，不含EC的电解质“在较低电压下产生更高的寄生热流，但在4.3 V以上时的表现优于含 EC 的电解质。”此外，不含EC的电解质在高压暴露后能够更好地恢复到较低的寄生热流。他们的工作证实，不含EC的电解质可提供出色的高性能操作，进一步的研究可帮助改善电池在低电位下的性能，以获得更成功的电池电解质配方。通过高压热流测量评估新型电池材料L. Glazier等人(2017)[3] (来自达尔豪斯大学)还通过测量寄生热流和容量保持率对天然石墨和人造石墨电池进行了比较。事实证明，他们的TAM III微热量仪有助于“了解高压锂离子软包电池中寄生反应的电压和时间依赖性。”他们使用IMC在低电压范围内研究寄生反应，以探测电解质在负电极中的反应，然后在高电压范围内进行测试，以探测氧化的正/负相互作用。 结果表明，含足够电解质添加剂负载的天然和人造石墨电极将产生相似量的寄生热，人造石墨产生的热量最少。电解质添加剂负载不足会产生更大的寄生热流，并且在高电压范围内的电化学性能显著恶化。长期循环行为表明，与人造石墨相比，天然石墨电池具有更快的容量衰减速度。该小组提出，在电解质负载不足的情况下，SEI层很薄，无法有效承受锂化过程中天然石墨颗粒的机械膨胀，并且由于新的SEI在暴露表面形成，会导致不可逆膨胀和更大的容量衰减率。通过评估寄生反应为优化高镍NMC 阴极制定基线C. D. Quilty等人(2022)[4]在研究富镍锂镍锰钴氧化物(NMC)阴极电池的研究中也评估了新型锂离子电池材料。NMC提供了高能量密度，但受到潜在的容量衰减较高的影响，因此必须谨慎限制其容量。要最大限度地提高NMC电池的寿命和高容量，需要使用一套工具来测量容量衰减机制，包括操作中IMC实验。 C. D. Quilty等人使用TAM IV微热量仪实时测量(去)锂化过程中的热量，以全面了解了电池退化过程。他们指出，IMC是一个“强大的非破坏性工具，能够以超高精度捕捉循环电池释放的瞬时热流”，为他们的研究提供了帮助。他们发现，在更高电压下，容量衰减率的增加可能由更大的热能浪费或更低的电化学效率引发。他们的结论为未来的NMC阴极优化设定了基准。评估预锂化对新型锂离子电池加工技术的影响预锂化是一种新的锂离子电池化成方法，该方法在电池单元运行之前增加活性锂含量。预锂化可补偿形成循环中的锂损失，如果操作正确完成，有望获得高能量密度和更好的循环性能。然而，对预锂化可能产生的负面影响仍处于研究阶段。 Linghong Zhang等人(2022)[5]使用TAM III微热量仪评估了预锂化过程和相关的寄生反应。第一个循环期间，预锂化电池产生了额外的寄生反应，但在三个循环后，“在预锂化电池和对照电池中观察到类似的来自寄生事件的热信号，表明预锂化的稳定性，以及可能不存在长期的副作用。” 该研究首次展示了应用等温微量热法评估预锂化，并提供了有关该程序的有前景的结果。他们得出结论，“操作中等温微量热法是表征锂离子电池预锂化应用的有力工具。”未来的研究可继续优化预锂化，监测预锂化添加剂对大规模安全形成电池的影响尤为重要。研究背后的技术本应用说明中使用的新测试解决方案的实验示例，可通过TA仪器应用专家编写的《使用电池循环器微量热仪解决方案测定锂离子电池的寄生功率》了解详情，扫描文末二维码或点击阅读原文即可领取哦~上述六项研究均使用到TA仪器的TAM系列微量热仪，这是一款先进的分析工具，可在受控温度条件下测量样品的热行为。许多研究将TAM与恒电位仪或电池循环器配对使用，使它们能够测量电池运行期间的热流，以获得可靠的结果。TA仪器全新推出的电池循环微量热仪解决方案专为这一应用而构建。该方案将TAM IV微量热仪与BioLogic VSP-300恒电位仪搭配成一个集成系统，从而形成一个端到端的运行中(in-operando)测量工具，在灵活和直观的系统中实时揭示电池在用户定义的温度和电压曲线下的详细热-电化学特性。现在，各级研究人员和科学家都可以通过无缝系统控制和数据分析来测量操作中的电池热流，从而缩短测试时间、加快决策。电池循环器微型量热仪解决方案包括两个主要系统的无缝软件和硬件集成：TAM IV 微型量热仪ü  可在受控温度条件下测量样品热行为的最先进的分析工具 BioLogic VSP-300 恒电位仪/循环器ü  用于探测材料电性能的研究级电化学分析工具 高级集成ü  仅通过一个软件接口，即可提供无缝系统控制ü  实时汇总数据，无需等待漫长的实验完成即可查看初步结果ü  TAM ASSISTANT软件可一键进行数据可视化分析，更快提供结果和新见解 卓越生产率ü  可同时循环并测量多个电池单元和外形尺寸的寄生热量ü  无需处理或操纵电线，消除了对专项工程的需求以及与定制OEM产品相关的不安全操作风险 灵敏可重复ü  温度范围扩展至4℃-150℃，更好模拟现实世界中的应用ü  无与伦比的自放电测量的灵敏度和温度稳定性即刻扫码领取《使用电池循环器微量热仪解决方案测定锂离子电池的寄生功率》应用指南，或告诉我们您对电池循环微量热仪解决方案的任何需求。参考文献1.Krause, L. J., Jensen, L. D., Dahn, J. R. (2012). Measurement of Parasitic Reactions in Li Ion Cells by Electrochemical Calorimetry. Journal of The Electrochemical Society, 159 No 7. – progress and outlook. (2022). Physical Chemistry Chemical Physics, 24.

　　沃特世-TA仪器为您送上2024开年福利！2024年3月31日前，科研用户采购TA仪器多款畅销机型均有机会获得专享优惠，涵盖热分析仪、流变仪、微量热仪、激光闪光仪和机械测试仪等众多热门型号，助力未来科学家们新年离梦想更近一步！详情请扫描上方二维码留下您的需求，您也可以拨打全国热线号线或发送邮件至获取详情。

　　3D打印也称为增材制造，许多行业都将其视为一种多功能制造技术。3D打印可以实现快速成型和按需打印服务，以避免批量运行带来的潜在浪费。3D打印拥有创造复杂形状的独特能力，被广泛应用于制造业。许多标准制造方法无法在结构中产生空腔和底切。添加模式可以轻松创造各类独特形状。3D打印目前已扩展到一系列材料，包括生物相容性聚合物和各类金属，甚至被用于医疗保健等领域，用于定制打印医疗设备。01通过热分析优化3D打印材料为了优化3D打印材料，制造商需要仔细考虑最终材料的机械和热性能。虽然3D打印部件往往很轻，而且聚合物部件的正确组合可以拥有与金属相似的抗拉强度，但克服增材制造部件较低的机械和热性能是最大的挑战之一[2]。1.13D打印产品性能的工艺优化了解挤压过程如何影响打印材料的最终性能是一个非常热门的研究领域。其中汽车应用对材料的拉伸和热性能要求最高。幸好，目前有许多含有碳纤维、玻璃纤维和凯夫拉纤维的热塑性聚合物基质可用于3D打印部件，并能够在汽车应用中充分实现高性能[2]。 在3D打印过程中，要打印的基材被熔化，然后分层沉积以创建最终对象。在此过程中有多个参数可以优化，例如聚合物床层和喷嘴温度以及层间固化时间。 3D打印有多种方法，包括选择性激光烧结、生物打印和熔融沉积建模。熔融沉积建模是最常用的方法。 玻璃化转变温度是选择正确温度挤压非晶态聚合物的必要信息。对于半结晶聚合物，其熔化温度是应重点关注的数值。结晶度强烈影响聚合物的机械性能。 许多聚合物用紫外线固化，紫外线在聚合物材料中产生自由基，作为最终聚合物生产中交联过程的引发剂。交联程度越高，材料的硬度和强度就越高。通过改变样品暴露在紫外线下的时间长度可以影响交联的材料强度。 温度和固化时间都会影响聚合物在材料中的分子结构及其性能。因此，为了优化这些参数并探索其对最终材料的影响，材料设计师使用对聚合物性能细节敏感的测试技术。1.23D打印材料的热分析用于研究挤压过程对最终材料性能影响的主要热分析工具包括热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)、热机械分析(TMA)和动态机械分析(DMA)[3]。每种技术都提供一些互补信息，可以将这些信息结合起来，以便人们对打印材料的性能有更深的了解。 热重分析(TGA)测量材料重量随温度或时间变化的幅度和变化率。TGA对于了解表征挤压的影响非常重要，因为许多材料在加热时会发生氧化或分解，从而导致重量变化[4]。热重分析是确定样品在挤压过程中是否发生降解的最佳方法之一。 差示扫描量热分析(DSC)可用于测量材料放热和吸热转变与温度的函数关系。挤压过程的常见关注点包括玻璃态转化温度、熔化温度和材料的比热容。 差示扫描量热分析和热重分析是用于了解挤压影响的强大而互补的技术组合。这些技术可用于分析聚合物在挤出温度下的热性能[3]。测量热膨胀系数(CTE)和玻璃化转变温度的热机械分析(TMA)是另一种配套工艺。由于玻璃化转变温度取决于材料的热历史，热机械分析可以用于检查挤压过程不会给成品带来任何不必要的力学行为。此外，增强材料在CTE中可能显示出各向异性，这取决于相对于纤维方向的测量方向[3]。 动态热机械分析(DMA)也被广泛用于材料工程，用于分析聚合物复合材料，因为其可以揭示材料在动态负载条件下的行为信息[5]。 DMA对于表征3D打印成品部件特别重要，反映了不同的配方和加工方法如何影响最终使用性能。1.3选择合适的3D打印热分析技术大多数3D打印生产线依赖于上述技术的组合。作为热分析领域的领跑者，沃特世品牌旗下的TA仪器是全球添加物制造商的首选仪器供应商。我们致力于帮助各行各业的用户找到适合其独特3D打印目标的仪器和方法。我们提供一系列性能卓越且易于使用的热分析仪器，TA仪器的综合热分析产品系列拥有所有必要的设备，可以完全表征基板的热性能和机械性能。 欲了解TA仪器的热分析仪可以如何满足您的应用需求，为您解决痛点，欢迎扫描文末“阅读原文”二维码与我们联系。02利用流变改进3D打印技术聚合物产品无处不在，从包装薄膜、酸奶杯到复杂的汽车零件均使用聚合物产品。尽管应用广泛，但塑料产品通常均通过相同的简单步骤进行制造：制造的起始步骤是应用聚合物基材料（通常为颗粒或粉末形式）加热材料以形成自由流动的熔体通过吹膜、注塑成型、挤出或增材制造（3D打印）等工艺实现熔化材料的成型冷却并凝固产品最终产品的特性和物理形态在很大程度上取决于其加工过程。制造商需要深入了解其材料和应用，以使最终产品的质量达到预期。在加工过程中了解材料是可能的，但这会导致更大的材料损失和更高的生产成本。但如果在加工前就以实验室规模进行材料表征则可有效解决这一顾虑。然后，制造商可根据材料的测量特性设计加工条件。制造商和研究人员都利用流变来研究材料的变形和流动。流变可提供有关液体和固体材料的关键、精确的见解，为成功的3D打印提供信息。3D打印和其他增材制造工艺可通过流变分析进行优化。流变学也适用于许多其他制造工艺。.1质量控制挑战在3D打印过程中，聚合物被熔化到熔融状态并通过3D打印机的管线和喷嘴挤出。因此，聚合物必须能够自由流动，并且需要具有尽可能低的黏度。同时，聚合物必须在挤出后立即保持其形状，并且在冷却过程中不能出现变形。对此，TA仪器的应用专家 Lukas Schwab指出，3D打印中使用的材料需要在黏度(液体流动性特征)和固体弹性之间实现精确的平衡。 将回收材料用于打印产品对聚合物制造商提出了另一个挑战。废旧塑料通常含有残留添加剂、颜色和填料，它们会影响熔体的质量、可加工性及其在制造过程中的行为。因此，再生塑料的加工及其终产品可能难以预测。因此，需要对生物塑料进行详细的分析。2.2预先质量控制尽管存在这些潜在的干扰和不确定性，制造商仍然可以执行强有力的预先品控和质量保证。其中的关键是分析性思考的两个角度：产品中使用的所有材料成分的相互作用必要的工艺参数，包括温度、压力和流量Waters的应用支持专家Marco Coletti在他的网络研讨会上解释了如何借助流变研究来优化 3D打印和增材制造工艺。扫描文末“阅读原文”二维码可获取该网络研讨会的视频链接。2.3轻松表征材料使用相应的功能强大的高精度流变仪可确定流变特性，这是材料表征的重要组成部分。 Waters的应用专家表示：“特别是在应用聚合物熔体等液态物质的情况下，如果没有足够的仪器，了解和预测流变特性可能会非常耗时。” 样品行为通常会根据作用于样品上的力的大小而发生变化，这意味着“样品的流动和变形行为只能通过实验模糊地预测，或通过流变进行更为精确的测量。”HR系列流变仪的核心部件可以轻松、安全、可靠地检测聚合物的粘弹性。制造工艺(包括3D打印)可在实验室规模上进行优化以获得理想的生产结果。43D打印的关键流变测量流变仪测量材料(液体或固体)在受力时的变形。应力、变形和剪切行为的结合构成了流变、材料变形科学的基础。TA仪器的Discovery HR系列混合流变仪是用于流变的多功能分析平台。其配置的专利技术，可以轻松测量直接张力、变形控制以及轴向力规格。Discovery HR系列混合型流变仪(HR10，HR20，HR30)进行旋转流变测量时，将样品放置在两个圆板之间的圆筒中并将圆板和样品压在一起。例如，之后可按规定的速度和方向旋转其中的一个圆板。TA仪器应用专家Lukas Schwab解释说：“旋转测量是确定材料黏度的合适方法星空体育，该方法可确定如在 3D 打印中的泵送和加工能力。” 相比之下，振荡测量(两个圆板中的一个以小振幅正弦方式来回移动)可提供有关样品平衡结构的更多信息，因此更多地用于确定材料的特性。振荡测量有助于解答不同产品批次的分子量或材料在较低力量作用下的行为等问题。 通常借助流变测量法来确定材料的黏度或黏弹性，Lukas Schwab总结道：“黏度是对内部摩擦引起的流动阻力的测量，其测量值取决于系统的微观特性，如粒径。反之，黏弹性是材料对变形力所作反应的特性的测量。就纯弹性材料而言，对其施加负载后不会耗散能量；反之，黏弹性材料由于材料变形，其应力-应变行为的效应存在一定程度的差异(滞后效应)。”Lukas Schwab解释说：在许多生产过程中将流变测量用作质量控制的方法，因为不良的黏弹性行为会导致材料性能不佳和变脆。黏弹性也可用于确定固体的耐久性和热机械分解行为。测量所有必要的特性(黏度、分子量、材料行为和黏弹性)可能看起来令人生畏，但Discovery HR系列混合流变仪以其行业领跑的准确性和易用性可为研究人员提供熔融或固体聚合物材料的完整图像。综上所述，无论您想要了解TA仪器在流变学或热分析领域有哪些卓越的产品和解决方案来满足您的应用需求，抑或想进一步观看流变学在3D打印优化上的作用，您都可以扫描文末“阅读原文”二维码与我们取得联系。阅读原文参考文献1.Trenfield, S. J., Awad, A., Madla, C. M., Hatton, G. B., Goyanes, A., Gaisford, S., Basit, A. W., Trenfield, S. J., Awad, A., Madla, C. M., & Hatton, G. B. (2019). Shaping the future: recent advances of 3D printing in drug delivery and healthcare. Expert Opinion on Drug Delivery, 16(10), 1081–1094. – An Additive Manufacturing Conference, 899–906. – An Additive Manufacturing Conference, 892–898. –159. 

　　由寄生反应测量推动的研究突破过去十年中，在电池研究、开发和质量控制领域，已将原位和操作中等温微量热法(IMC)用作评估锂离子电池循环期间热流的主要方法。将电池循环至失效可能需要数月的时间，但新兴的诊断测试能够在几周内预测长期行为。此类新兴诊断方法之一是测量电池在循环过程中的寄生热。Krause等人概述了将寄生热事件与总热量生成进行分离的程序，以对寄生反应进行量化，然后利用寄生反应数据以实现：√ 判断电池质量√ 协助活性材料配方的研发√ 研究添加剂的影响√ 研究固体电解质界面(SEI)的形成和增长√ 协助循环和日历寿命预测模型的制定通过了解寄生反应 加强新电池配方的研发J. Krause等人和Jeff Dahn小组研究了不同石墨以及电极配方对电池性能的影响。他们使用TAM III微量热仪测量寄生能量并将其与活性锂损失或库仑效率相关联的早期创新者，“确认寄生能量的来源是锂化电极和电解质之间发生的反应热。”已经证明，他们的方法对研究新材料组合和预测电池寿命是有效的。先前的工作表明，从石墨锂离子软包电池的电解质中去除碳酸亚乙酯(EC)可延长循环寿命和高压运行寿命。S. L. Glazier 等人通过联用TAM III微热量仪和电池循环器测量在高压运行期间的寄生热流，研究了无EC电解质的性能。该团队测量了寄生反应的时间和电压依赖性，以表征电池中复杂的内部反应。他们发现，不含EC的电解质“在较低电压下产生更高的寄生热流，但在4.3 V以上时的表现优于含EC的电解质。”此外，不含EC的电解质在高压暴露后能够更好地恢复到较低的寄生热流。他们的工作证实，不含EC的电解质可提供出色的高性能操作，进一步的研究可帮助改善电池在低电位下的性能，以获得更成功的电池电解质配方。通过高压热流测量 评估新型电池材料L. Glazier等人还通过测量寄生热流和容量保持率对天然石墨和人造石墨电池进行了比较。事实证明，他们的TAM III微热量仪有助于“了解高压锂离子软包电池中寄生反应的电压和时间依赖性。”他们使用IMC在低电压范围内研究寄生反应，以探测电解质在负电极中的反应，然后在高电压范围内进行测试，以探测氧化的正/负相互作用。结果表明，含足够电解质添加剂负载的天然和人造石墨电极将产生相似量的寄生热，人造石墨产生的热量最少。电解质添加剂负载不足会产生更大的寄生热流，并且在高电压范围内的电化学性能显著恶化。长期循环行为表明，与人造石墨相比，天然石墨电池具有更快的容量衰减速度。该小组提出，在电解质负载不足的情况下，SEI层很薄，无法有效承受锂化过程中天然石墨颗粒的机械膨胀，并且由于新的SEI在暴露表面形成，会导致不可逆膨胀和更大的容量衰减率。通过评估寄生反应 为优化高镍NMC阴极制定基线C. D. Quilty等人在研究富镍锂镍锰钴氧化物(NMC)阴极电池的研究中也评估了新型锂离子电池材料。NMC提供了高能量密度，但受到潜在的容量衰减较高的影响，因此必须谨慎限制其容量。要最大限度地提高NMC电池的寿命和高容量，需要使用一套工具来测量容量衰减机制，包括操作中IMC实验。C. D. Quilty等人使用TAM IV微热量仪实时测量(去)锂化过程中的热量，以全面了解了电池退化过程。他们指出，IMC是一个“强大的非破坏性工具，能够以超高精度捕捉循环电池释放的瞬时热流”，为他们的研究提供了帮助。他们发现，在更高电压下，容量衰减率的增加可能由更大的热能浪费或更低的电化学效率引发。他们的结论为未来的NMC阴极优化设定了基准。评估预锂化 对新型锂离子电池加工技术的影响预锂化是一种新的锂离子电池化成方法，该方法在电池单元运行之前增加活性锂含量。预锂化可补偿形成循环中的锂损失，如果操作正确完成，有望获得高能量密度和更好的循环性能。然而，对预锂化可能产生的负面影响仍处于研究阶段。Linghong Zhang等人使用TAM III微热量仪评估了预锂化过程和相关的寄生反应。第一个循环期间，预锂化电池产生了额外的寄生反应，但在三个循环后，“在预锂化电池和对照电池中观察到类似的来自寄生事件的热信号，表明预锂化的稳定性，以及可能不存在长期的副作用。”该研究首次展示了应用等温微量热法评估预锂化，并提供了有关该程序的有前景的结果。他们得出结论，“操作中等温微量热法是表征锂离子电池预锂化应用的有力工具。”未来的研究可继续优化预锂化，监测预锂化添加剂对大规模安全形成电池的影响尤为重要。研究背后的技术上述研究均使用到TA仪器的TAM系列微量热仪，这是一款先进的分析工具，可在受控温度条件下测量样品的热行为。许多研究将TAM与恒电位仪或电池循环器配对使用，使它们能够测量电池运行期间的热流，以获得可靠的结果。TA仪器全新推出的电池循环微量热仪解决方案专为这一应用而构建。该方案将TAM IV微量热仪与BioLogic VSP-300恒电位仪搭配成一个集成系统，从而形成一个端到端的运行中(in-operando)测量工具，在灵活和直观的系统中实时揭示电池在用户定义的温度和电压曲线下的详细热-电化学特性。现在，各级研究人员和科学家都可以通过无缝系统控制和数据分析来测量操作中的电池热流，从而缩短测试时间、加快决策。电池循环器微型量热仪解决方案包括两个主要系统的无缝软件和硬件集成：TAM IV 微型量热仪——可在受控温度条件下测量样品热行为的最先进的分析工具BioLogic VSP-300 恒电位仪/循环器——用于探测材料电性能的研究级电化学分析工具高级集成√ 仅通过一个软件接口，即可提供无缝系统控制√ 实时汇总数据，无需等待漫长的实验完成即可查看初步结果√ TAM ASSISTANT软件可一键进行数据可视化分析，更快提供结果和新见解卓越生产率√ 可同时循环并测量多个电池单元和外形尺寸的寄生热量√ 无需处理或操纵电线，消除了对专项工程的需求以及与定制OEM产品相关的不安全操作风险灵敏可重复√ 温度范围扩展至4℃-150℃，更好模拟现实世界中的应用√ 无与伦比的自放电测量的灵敏度和温度稳定性

　　感恩礼遇季，耗材省心囤  TA仪器全线折，错过这次再等一年！活动日期：2023年11月1日至12月15日  活动规则：不可与其他优惠合并使用或应用于现有折扣以进一步降低价格                      为享受优惠，需最晚于12月15日成功付款完整耗材列表请查询：

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　　Waters-TA仪器部门(纽约证券交易所代码:WAT) 宣布其TA Instruments部门推出了一款新型循环微量热电池检测系统，用于多类电池的高分辨率表征。该仪器和软件组合可在实际操作条件下进行无损测试，并将实验时间从几个月大幅缩短到几周，同时为提高电池效率、安全性和稳定性提供决定性的洞察力。“新型仪器最多可缩短75%的测试时间，同时帮助研究人员更多地了解电池及其材料在热和电化学条件下的行为和变化。它为科学家提供的精确数据对于确保电池性能和安全至关重要。”电池循环微量热系统支持三种常见电池类型的测试-纽扣电池，软包电池和18650圆柱电池-用于并行充电/放电和量热测试。它可以最大限度地提高研究人员的效率，同时支持多达12个纽扣电池的测试和数据收集——比竞争产品多6倍。易于操作的TAM控制软件减少了培训的技术障碍，同时使研究人员能够定义参数和绘图选项，汇总和分析数据，为您的电池研发或工艺改进做出明智的决策服务。这种新型解决方案使您能够更好地预测电解液的使用寿命，非常有助于开发新的电解液和电极材料。

　　2023年3月，Waters TA部门发布了全新一代流变仪自动修边附件，样品进行自动化加热和修边，进而简化了聚合物熔体流变学检测过程。自动修边附件的特点产品优势在测量期间，用户无需打开温控炉手动对样品修边，只需连接附件、加载样品，然后点击开始，即可完成整个实验的运行。TA 独有的技术可在测量过程中的适当时间点自动调节样品、调整间隙以及对样品修边，无需操作员进行任何的干预。因此，操作员的离机时间可增加80%，新用户操作适应时间可从2周缩短至 30 分钟，由操作员人为因素可能对结果的影响也大大降低。可实现在不牺牲数据一致性的情况下节省宝贵的操作员时间，自动修边附件可让您在不到 2 年的时间内收回投资。自动修边附件让您的实验室能够自信地运行更多的测试，加速产品研发和上市时间。产品优势产品优势将操作员的离机时间增加80%，使用完全编程的测量方法，每次测量所需的操作时间不超过两分钟通过自动去除多余样品实现出色的数据一致性 – 一致性优于手动修边，即使将流变学专家的数据与经验有限的多个操作员的结果进行比较后也是如此附件即插即用，可将操作适应时间从2周缩短到30分钟以内，同时仍能获得高质量数据借助 SmartSwap技术，在实现自动化优势的同时，保持进行动态力学分析（DMA）、拉伸黏度和其他流变学测量的多功能性无需在测量期间打开温控腔，可防止样品温度的波动并保持处于惰性环境无需修改即可适用于颗粒、圆盘和薄片状样品的测试 应用可选ETC相机拍摄的修边前后的照片，可自动确认预测试过程和修边质量

　　仪器信息网讯 材料表征与检测技术，是关于材料的成分、结构、微观形貌与缺陷等的分析、测试技术及其有关理论基础的科学。是研究物质的微观状态与宏观性能之间关系的一种手段，是材料科学与工程的重要组成部分，是材料科学研究、相关产品质量控制的重要基础。仪器信息网将于2022年12月14-15日举办“第四届材料表征与分析检测技术网络会议（iCMC 2022）”，两天的会议将分设成分分析、表面与界面分析、结构形貌分析、热性能四个专场，邀请材料科学领域相关检测技术研究与应用专家、知名科学仪器企业技术代表，以线上分享报告、在线与网友交流互动形式，针对材料科学相关表征及分析检测技术进行探讨。为同行搭建公益学习互动平台，增进学术交流。为回馈线上参会网的支持，增进会议线上交流互动，会务组决定在会议期间增设多轮抽奖环节，欢迎大家报名参会。会议报名链接：热性能主题专场会议日程：报告时间报告题目报告人专场四：热性能（12月15日下午）14:00--14:30高性能热电材料与近室温制冷器件中国科学院物理研究所研究员 赵怀周14:30--14:50锂离子电池热性能表征和失效分析沃特世科技-TA仪器部门TA仪器高级热分析应用专家 林超颖14:50--15:10高压重量法在储氢材料研究中的应用沃特世科技-TA仪器部门服务工程师 陈刚直播抽奖：Waters-TA定制三合一数据充电线电子封装碳基热管理材料中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员 林正得15:40--16:10反钙钛矿化合物的反常热膨胀性质及其关联物性的研究北京航天航空大学教授 王聪16:10--16:50有机硅在热界面材料应用研究现状中国科学院深圳先进技术研究院研究员 曾小亮直播抽奖：《2021年度科学仪器行业发展报告》5本嘉宾介绍:中国科学院物理研究所研究员 赵怀周中科院物理所研究员，课题组长。长期从事热电材料、热电输运新机制、热电器件与应用系统研究。在新型高性能近室温热电材料、热电器件和热电应用系统研究方面积累了丰富的经验，取得重要创新成果，在基于镁基新材料的下一代热电制冷模块研究方面形成了国际特色。先后在Joule、Nat. Comm、Sci. Adv 、JACS、ACS Nano、Nano Energy、和Adv. Funct. Mater等著名刊物发表第一或者通讯论文70余篇，申请及授权国际国内专利10余项，文章引用次数2000余次。主持及参与国家自然科学联合重点及面上基金、国家重点研发计划等重要课题10余项。在国内外大型学术会议担任分会场主持人和特邀报告人二十余次，担任第12届中国热电材料大会会议主席。第三届中国发明协会发明创业成果奖二等奖（排序第一位）。【摘要】 报告聚焦热电材料和技术在全固态制冷方面的原理、优势和广泛应用，介绍了物理所热电研究团队近年来在热电新材料、新器件与新型应用系统方面的创新性工作。主要包括: （1）制备出全尺度可服役的基于Mg3(Sb,Bi)2新材料的热电制冷器件，基于新材料在性能投入比方面的显著优势，其有望颠覆一直以来行业上基于碲化铋的传统热电半导体制冷材料体系。（2）助力解决热电领域卡脖子材料与设备问题，在碲化铋缩颈热挤压制造相关设备和工艺方面获得进展，对实现我国热电制冷微器件的国产化有帮助作用。申请及授权发明专利和实用新型专利多项。该技术近期已在广西见炬科技有限公司、河北东方电子有限公司等热电企业获得推广。 (3) 提出地热-热电协同空调系统的思路并制造出原理样机。该系统可以替代现有商业空调的功能，同时具备分立式管理、无震动噪音和零碳排放的优势，有望实现规模应用。沃特世科技-TA仪器部门高级热分析应用专家 林超颖浙江大学高分子材料硕士，现任美国TA仪器高级热分析应用专家。长期从事各类材料的热分析、力学性能表征及失效分析等工作。【摘要】 锂离子电池在使用过程中，一旦正极材料、负极材料、电解液等的分解，或隔膜熔断、破裂导致正负极材料直接接触，或由于热管理设计缺陷导致锂离子电池出现安全性能的问题，会严重危害生命和财产安全。TA仪器从锂离子电池的热性能和力学性能出发，全方位剖析锂离子电池的安全性能。沃特世科技-TA仪器部门服务工程师 陈刚2000年毕业于华东理工大学，本科学历。从事德国Rubotherm磁悬浮天平系列设备的中国国内技术支持和售后服务近16年。曾多次前往德国原厂接受培训。熟悉国内磁悬浮天平用户及应用情况，对高压吸附领域有一定了解。曾工作于荷兰安米德公司，北京儒亚公司，于2017年加入美国TA公司，并工作至今。【摘要】 磁悬浮天平的发明是重量法应用领域里具有革命意义的里程碑。大大拓宽了重量法的应用范围，并附带了独特的性能优势星空体育。磁悬浮天平也为储氢材料研究带来了积极的帮助。中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员 林正得林正得，博士，研究员，博士生导师。入选2014年中国科学院百人计划、2013年浙江省千人计划等人才项目。2008年博士毕业于台湾清华大学材料科系。2012–2014年于美国麻省理工学院(MIT)电子学实验室和机械系担任博士后，2014年6月加入中国科学院宁波材料所。自加入材料所以来，已发表了ACS Nano、Advanced Science、Biosensors & Bioelectronics等SCI论文149篇，全部文章的引用数高于10,000次。现担任Biosensors & Bioelectronics期刊副主编。团队目前围绕着石墨烯应用开展研究课题，包含：导热应用、热界面材料、以及生医传感器件。【摘要】 近年来，基于氮化镓等第三代半导体的高频率、大功率芯片得到了国家和产业的重点关注与广泛应用；为了提升内核效能，新一代芯片架构正朝向微缩化和3D互联方向发展，致使芯片的功率密度大幅提高，发热量随之迅猛增加。芯片的“热失效”成为了制约5G、航空航天等精密装备内功率器件发展的主要瓶颈之一。要解决目前电子封装的散热难题，需要对既有热管理材料进行升级迭代，并有效连接与统合这些部件，形成从芯片至散热器的最优传热路径。本团队针对电子封装中“芯片–衬底–均热板–热沉”热输运串联系统的关键零部件进行了攻关开发，克服了复合材料中二维材料填料的“定制调控排列取向”与“强化异质传热界面”两个共性难题，研发出“超低热阻碳基热界面材料”、“轻质高导热碳/铝散热器”、“柔性绝缘氮化硼导热膜”等系列新型热管理材料，从而提出面向新一代芯片架构的综合解决方案，实现拥有自主知识产权的创新技术与产品。北京航天航空大学教授 王聪北京航空航天大学集成电路科学与工程学院教授，博士生导师。在Adv. Mater.,Phys. Rev. 系列, Chem. Mater. Appl. Phys. Lett.，等刊物上发表论文超过240篇， SCI收录200篇以上，SCI他引超过3500次，H=33,2020-2021两年连续被国际机构爱思唯尔(Elsevier)评为“中国被高引学者”；授权国家发明专利14项。2012年获得教育部自然科学二等奖。中国物理学会理事，中国晶体学会理事。长期从事固体反常热膨胀行为、自旋电子学反铁磁材料及器件、光学薄膜领域的研究工作。【摘要】 反钙钛矿化合物Mn3XN系列材料由于“晶格-自旋-电荷”的强关联性，发现诸多具有应用价值的物理特性，如零/负膨胀、压磁、磁热、近零电阻温度系数、反常霍尔效应等星空体育。在NMn6八面体中， Mn-Mn直接交换作用和Mn-X-Mn间接磁交换作用共存，形成复杂的磁结构， 且其磁结构对成分、温度、压力、磁场等的变化非常敏感，因此在多场耦合下产生丰富的物理特性。我们利用变温X射线衍射，中子衍射技术，结合热膨胀仪、差热分析(DSC)、磁、电测量等解析了这类化合物随温度、压力变化的晶体结构和磁结构，热膨胀系数及其关联的磁、电输运行为等。本报告将重点探讨Mn3XN(X: Ga, Ni, Ag, Zn)系列化合物在温度和压力场下的磁结构演变规律，以及由其诱导的物性变化，如负（零）热膨胀、反常电输运、压磁、压热效应等。中国科学院深圳先进技术研究院研究员 曾小亮中国科学院深圳先进技术研究院研究员，工学博士，中国科学院青促会会员、深圳市“孔雀计划”海外高层次人才（C类），入选2022年“全球前2%顶尖科学家榜单”，Google学术总引用次数7276，h指数47，荣获国际知名学术期刊Composites Part A，2020年“Top 5优秀审稿人”、国际学术期刊《Nanomaterials》(JCR 一区，影响因子：5.076)和《Frontiers in Materials》(JCR 二区，影响因子：3.515)的客座主编。以第一作者或通讯作者在Advanced Functional Materials, ACS Nano, Chemistry of Materials, Small等国际期刊上发表SCI论文50多篇，申请专利30多项，合著书籍《聚合物基导热复合材料》。2010年以来，主持或参与国家自然科学基金项目、科技部重点研发专项、科技部重大科技计划“02专项”，广东省创新科研团队项目等项目。【摘要】 在现代电子元器件中，有相当一部分功率转化为热的形式，耗散生热严重威胁电子设备的运行可靠性。更令人担忧的是，随着后摩尔时代的到来，电子元器件的封装技术由传统的二维封装向2.5维或更高级的三维封装方向发展。三维封装技术虽然提高了电子元器件运行速度、实现了电子设备的小型化和多功能化，但是也导致器件所产生的热量进一步的集中，采用常规的热传导技术已经无法实现热量有效传导。“热管理”的问题已经成为阻碍现代电子元器件发展的首要问题之一。有机硅是制备热界面材料最为常用的基础树脂，本报告将围绕如下三个方面阐述有机硅在热界面材料应用研究现状： 1. 芯片热量来源及趋势 2. 有机硅热界面材料研究现状 3. 热界面材料用有机硅未来发展趋势会议报名：

　　2022年8月1日，沃特世集团(Waters Corporation)所属的TA instruments部门宣布，任命Steve Vermant先生担任商业副总裁（Vice President of Commercial），并从2022年8月1日生效。从2022年8月开始，Steve Vermant先生将带领TA instruments部门的全球商业团队致力于进一步巩固TA作为全球领先的热分析、流变学、微量热测量和力学分析系统的高科技供应商地位，并推动TA仪器的商业转型取得巨大进步，确保业务持续快速的增长。进一步深入中国、美国和德国等关键市场，不仅在传统科研和工业市场，而且在电池研发、可持续聚合物和生命科学等高增长领域制定有效的增长战略。“TA Instruments近60年来从未辜负‘TA’的名字，持续不断地提供创新和可靠的分析仪器和服务，帮助科学家在顶级实验室中测试各种材料的物理性能。我们的仪器为医学、材料科学、电子行业和其他新兴的科学领域的领先发现做出了贡献。”Steve Vermant先生曾在欧洲、亚太地区、中国和美洲生活并领导商业团队，为TA仪器带来了丰富的全球商业经验和宝贵的市场洞察力。他在建立和发展大型团队(包括销售、市场营销、应用、服务和数字渠道团队)方面有着优秀的经验，以实现更快的增长和分享收益。  在加入TA instruments部门之前，Steve Vermant先生在MilliporeSigma担任美洲“Research solutions”部门高级副总裁。在这个职位上，他负责管理10亿欧元的业务，管理1000多名员工。在此之前，Steve曾担任默克生命科学中国研究解决方案副总裁，在那里他取得了巨大的成功，实现了20%的利润增长，并在短短五年内实现了收入规模的两倍。在他的默克职业生涯早期，他是澳大利亚和新西兰默克生命科学公司的董事总经理。Steve Vermant先生高度重视团队合作，他成功地带领团队制定了业务战略并驱动了业务的连续增长。 Steve Vermant先生拥有欧洲工商管理学院（INSEAD）全球高管工商管理硕士（Global Executive MBA）学位，生物工业硕士学位，以及食品与饮料工艺学历。 2018年，Steve Vermant先生荣膺上海市政府颁发的“白玉兰纪念奖”，以表彰其对城市发展的贡献。关于TA instrumentsTA仪器(TA Instruments) 部门隶属于沃特世集团（Waters Corporation） ，是全球领先的热分析、流变学、微量热测量和力学分析系统的创新者，从未辜负 “TA”的名字。近60年来，持续不断地提供创新和可靠的分析仪器和服务，帮助科学家在顶级实验室中测试各种材料的物理性能。我们的仪器为医学、材料科学、电子行业和其他新兴的科学领域的领先发现做出了贡献。TA仪器以高科技产品、高质量的制造和无与伦比的服务支持而闻名，这是为什么更多的客户将TA的产品推荐给他们在世界各地的同事。我们是世界上被各个行业认可的材料分析仪器供应商，迅速，礼貌和知识渊博的服务人员，这是我们公司的标志。

　　锂离子电池花几十年的时间才得以完善，直到几十年后，我们才认识到它们的全部潜力。如今，锂离子电池为世界各地的手机、笔记本电脑、医疗器械和电动汽车提供动力。锂离子电池也支持可再生能源，因为它们可以储存来自风能和太阳能等间歇性能源的能量。在整个开发过程中，锂离子电池向科学家们提出了挑战，要求最大限度地提高电池性能，同时降低不良反应的风险。现今的电池科学家必须在以往成果的基础上再接再厉星空体育，同时改进电池特性，推动领先应用领域的进步。 锂离子电池简史由于锂离子电池技术的重要性，2019 年诺贝尔化学奖授予科学家 John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham 和 Akira Yoshino，以表彰他们在锂离子电池开发领域作出的贡献。每位科学家都对先进锂离子电池的发现做出了巨大贡献，直到它们成为我们现今所知道的广泛使用的形式。他们从锂元素（原子序数为 3）开始，锂元素有一个未配对的电子，它往往会失去并变成带正电的离子。这种失去电子的倾向为电池应用提供巨大的潜力，并使电能通过电芯从阳极流向阴极。锂离子的高能量密度也是手机和笔记本电脑等小型便携设备的理想选择。最后，锂离子在充电过程中很容易向负极移动，利于充电。诺贝尔化学奖得主成功地利用了锂离子的优势，并率先提出了在控制材料挥发性的同时利用本身能量的解决方案。Wittingam 在 20世纪70年代中期发现了二硫化钛可作为电池正极，并首次完成现代锂离子电池的雏形，。Wittingham 的电池提供令人印象深刻的 2 伏电压，但很容易自发起火。在 20世纪80年代，Goodenough 用钴酸锂代替二硫化钛，电池的容量因此提升到 4 伏，但易燃性问题仍然存在。80 年代后期，Yoshino 用石油焦代替锂金属负极，在保持高电压的同时使电池更安全。  他们发现的锂离子电池重量轻、可再充电，而且电力强大。他们的电池使移动电子产品、电动汽车和自行车的实现成为可能。当然，正如诺贝尔委员会成员所说，科学进步永远不会结束。研究人员将继续改进锂离子电池技术，其他电池技术可能很快就会加入锂离子电池的行列，实现可再充电、可再生能源的转变。  锂离子电池的新需求现今的电池开发人员仍然像上面提到的三位锂离子电池发明者一样，肩负着平衡安全性和功率的任务。然而，由于我们使用电池的方式，其他因素已成为焦点。  消费电子产品制造商最关心的是锂离子电池的能量密度，或者说锂离子电池能够以轻量形式储存多少能量。手机和笔记本电脑制造商一直在寻找可以容纳更多电量的电池升级，同时继续制造轻巧的可携式产品。他们也强调电池续航时间，这样消费者一次充电就可以使用更长的时间。电动汽车最注重续航时间—如果电动汽车的充电频率高于燃料汽车所需的汽油，电动汽车对消费者来说就不是一项有吸引力的投资。此外，电动巴士、货运卡车和航空需要更长的续航时间。电力运输还需要强大的循环寿命，这样他们的锂离子电池可以在性能退化和容量衰减之前充电数千次。锂离子电池愈来愈广泛用于绿色能源储存应用。在这种容量下，锂离子电池需要具有较长的循环寿命才能最大限度地发挥影响。这些电池不需要是便携式，它们将保持在发电设备附近，而且这些电池将经常通过风能和太阳能充电，不需要很长的续航时间，因为。在所有应用领域，锂离子电池都需要确保安全无虞。无论是在仓库中储存风力涡轮机的能量，还是为您的电动汽车提供动力，锂离子电池都不会由于高易燃性而危及我们的环境或使用者。优化创新锂离子电池设计锂离子电池科学家不再简单地重复过去的成功，需要满足愈来愈多的需求，。新电池需要超越以前的能力，同时提高效能和安全性。  锂离子电池安全的最大威胁是热量。电池组件过热，无论是环境温度过高还是内部电化学反应引起，都可能导致热失控反应并导致灾难性故障或燃烧。因此，电池研究人员转向通过热分析测量电池在很宽的温度范围内的性能。热分析数据支撑材料选择、设计或添加剂修改，以实现最安全的配置。  其他流行的锂离子电池材料分析仪器包括流变仪和微量热仪。流变学是对材料流动和变形的研究。流变仪可帮助科学家制造出具有理想黏度的浆料和电极涂层，以实现最佳储存、混合、涂层和干燥。微量热法可测量电化学或物理化学过程中产生的最小热量。微量热仪可帮助电池开发人员优化热管理、结构演变、以及热量与寄生反应的隔离。   访问 TA Instruments的电池页面，深入了解这些分析技术以及它们如何推进电池研究。如有任何关于电池分析和相关仪器使用地疑问请联络我们—我们的专家将随时为您提供帮助！

　　近期，美国TA仪器发布了两款热分析仪新品多样品Discovery X3差示扫描量热仪和TAM IV Micro XL微量热仪。其中, 多样品Discovery X3差示扫描量热仪能够提供多达3个样品的测试，而TAM IV Micro XL微量热仪则聚焦于锂离子电池的寄生反应。多样品Discovery X3差示扫描量热仪TAM IV Micro XL微量热仪从两款热分析仪新品出发，折射出了热分析技术发展的两个特征：1. 高通量检测、集成技术与自动化传统DSC一般一次只能检测1个样品，然而随着对于材料研究领域的火热兴起以及热分析技术的普及，热分析测试的需求不断增加。这对于热分析仪而言，意味着检测压力越来越大，使得研究人员检测和等待的时间被不断延长。检测人员越来越需要能在相同时间内检测更多样品的热分析仪，这意味着节省时间并提高效率。其中，高通量检测又涉及到集成技术和自动化。多台仪器固然可以实现多个样品的同时测定，但是对于大多数实验室而言，实验室空间可谓是寸土寸金，且对于每套设备而言存在诸多附件，更是加剧了占用空间问题。因此，如何实现功能的集成具有重要的意义。此外，大批量样品的检测同时带来的是7*24小时的不间断检测问题，频繁更换试样对于自动化也提出了更高的要求。2. 聚焦细分领域‘对于热分析仪器而言，其实本身能够通用于多个领域，但对于细分领域的使用者而言，仅仅这样是远远不够的。使用者更希望能够得到切合自身领域的使用细则和手册，从而更好地利用仪器完成自己的分析测试目的。因此，更加专门化的仪器成为了发展的必然。尤其对于热门领域而言，随着热门领域的发展，其对于检测也提出了更苛刻的要求，通用仪器可能越来越难于满足其需要。此外，热门领域的发展使得检测设备的迭代速度加快，促进仪器厂商开发出新的产品来满足该领域使用者新的需要。

　　近期，美国TA仪器推出了全新系列的高性能流变仪——Discovery混合流变仪HR 30。这三款新的高性能流变仪的灵敏度是以前版本的五倍，并在一个平台上提供了一流的多功能性，使所有经验级别的用户更容易获得准确的流变数据。Discovery Hybrid Rheometer HR 30美国TA仪器进一步增强了他们已获专利的磁推力轴承、光学编码器双读卡器和先进的拖杯式电动机技术，以提供更好的测量灵敏度和动态数据精度。科学家现在用它可以测得弱分子间结构、更低粘度范围的数据，并能够用更少的样品量测量低粘度或弱结构流体，这在稀有材料或新型材料的研究中是一个关键考虑因素。独特的集成轴向动态力学分析能力使固体样品能够在动态拉伸、弯曲或压缩中进行表征。科学家可以从一台仪器中测量扭转和线性力学性能，从而更有效地获得更多信息。Discovery 混合流变仪由50多个环境系统和高级测量附件支持。在“Smart Swap”技术的支持下，扩展了流变仪的多功能性，以满足广泛的分析需求。为了让更多的科学家能够使用Discovery混合流变仪的功能，TA仪器正在引入新的软件创新，以服务于所有级别的用户。全新的“TRIOS Express”界面简化了用户的测试设置，即使无经验的用户都能上手操作。从用户说明和测试方法到数据分析和报告，新的“AutoPilot”功能提供定制的、指引性的流变仪交互，使实验室能够简化和标准化本地或全球实验室企业的操作和决策。总之，新的Discovery流变仪中的独特技术和创新提供了更好的测量结果，并继续扩展TA流变仪的多功能性。TA仪器流变学产品经理David Bohnsack在评论这一升级时说：“我们的客户告诉我们，流变学对他们每天的工作流程变得越来越重要。他们需要在更广泛的材料研究中获得更好的数据，而且他们的机构中有更多的人去进行这些的测量。新的Discovery混合流变仪不但能满足更好的测量的需求，而且更容易使用，还能多面性地适应因业务增长而产生的需要。”

　　近期，美国TA仪器推出了新款微量热仪——TAM IV Micro XL。这是一款功能强大的等温微量热仪(IMC)，专门用于测量电池内部最小的电化学反应。该仪器配备了一个大型测试室，使科学家和工程师可以制造定制尺寸的电池座，以适应其应用的具体电池几何结构。TAM IV Micro XL软包电池、扣式电池、起搏器和手机电池的实验可在自然储存条件下进行，也可与电池循环设备一同进行，以评估电池的充放电动力学。TAM-IV-Micro-XL可以检测锂离子电池在自放电过程中的亚微瓦变化。使用该仪器得出的参数可以对样品稳定性进行定量评估。IMC温度图的形状是对电池中发生的实时反应速率(反应速度)的直接测量。理解反应的速率可以用于指示产品的寿命和安全性。除了反应速率之外，还有其他重要的参数可以用来表征热稳定性。通过更多详细的分析，可以用来确定电池放电和充电过程的热力学性质，从而理解潜在的寄生反应，这对于评估电池的循环寿命和能量密度非常重要。“尽管锂离子电池市场已经成熟，但安全性、更高的能量密度和更长的电池循环寿命永远是该领域关注的焦点。” 美国TA仪器的微量热仪产品经理Neil Demarse评论说，“TAM IV Micro XL提供了一个平台，可以理解不想要的寄生反应的精确机制：这是开发下一代电池技术的关键一步。”TAM IV Micro XL IMC的高级功能包括：最佳热平衡和业界最高的信噪比电池等温微量热仪内置引线接入，与外部电池无缝集成，可用于充放电实验，模块化恒温器，可扩展多样本比较功能。该系统流线型工作流程和用户友好的数据分析软件加快了典型电池配方中先进电池电解质化学和电极材料的研究，以最少的实际操作时间快速提供可靠的结果，并推动了各技术单元的生产效率。

　　近期，美国TA仪器公司推出了新款差示扫描量热仪——Discovery X3 DSC。这款革命性的多样品X3 DSC采用了专利的Fusion Cell技术还有Tzero技术，能够提供业界领先的、多达3个样品的测试。许多行业对高性能材料的需求都在迅速增长。新材料需要大量的测试，这些测试大大延长了开发和验证的时间。传统的dsc仅限于在实验过程中分析单个样品，根据测试条件的不同，可能需要几分钟到几个小时。用于确定材料性能或探索材料稳定性和相容性的温度调制DSC(MDSC)实验通常需要数小时才能获得结果。新的Discovery X3差示扫描量热仪(DSC)经过独特的设计，除去了多个测试步骤，其产生的实验数据量是标准DSC的三倍，有效地将三个仪器合并为一个。Fusion Cell技术的基线质量和灵敏度使研究人员能够在完全相同的测试条件下平行比较各种配方或对比材料。它对于科学家而言，是最功能多样，最高吞吐量的DSC。使用X3 DSC多样品池，在测量有价值的药物样品的同时进行仪器校准的内部验证也是可行的。TA仪器的创新不仅仅在于硬件，为更好适配X3 DSC，还引入了TRIOS软件功能和批处理。TRIOS中的批处理很容易处理大型数据集的分析、报告和控制图表。

　　美国马萨诸塞州米尔福德市，即时发布 – 3月1-5日，2020美国匹兹堡分析化学和光谱应用会议暨展览会（Pittcon 2020）在美国芝加哥举行。在此期间，TA仪器隆重推出了旗下TA仪器的全新Discovery X3差示扫描量热仪、Discovery混合型流变仪和TAM IV Micro XL等温微量热仪，旨在为材料科学研究领域的科学家们在开发新一代高性能材料和产品时提供有力支持，提高其生产及工作效率。沃特世公司高级副总裁兼TA仪器总裁Jonathan Pratt先生表示：“这几款新产品的推出有力地印证了TA仪器致力于材料科学发展的坚定承诺。在科学家们探索材料结构与材料特性之间的关系时，这些创新技术不仅能简化实验室操作，还能加速新产品开发，双管齐下，有效地提高工作效率。”Discovery X3差示扫描量热仪：实现多达三倍的通量提升全新的Discovery X3差示扫描量热仪（DSC）具有通用性强、通量高的显著特点。其采用独特设计，一次测试可以容纳3个样品得到3个独立的测试数据，实现三倍于标准DSC的数据量。此外，这款仪器的数据质量和灵敏度俱佳，便于研究人员在完全相同的测试条件下并行比较各种材料配方或竞争材料。Discovery混合型流变仪：让测量灵敏度更上一层楼该系列的全新高性能流变仪灵敏度可达到旧款仪器的五倍，同时以多功能集成于同一平台的领先技术，使得具有不同经验状态的用户均可轻松获得准确的流变学数据。因此科学家们得以用更少的样品对低粘度，弱结构的流体进行测试并得到满意结果-这一优势在研究稀有或创新材料时尤为重要。该系列流变仪还具有独特的动态力学分析功能，可以在动态拉伸、弯曲或压缩模式下表征固体样品。研究人员只需使用一台仪器便能测得动态力学数据和流变学数据，极大提高了仪器的效能TAM IV Micro XL等温微量量热仪：助力开发新一代电池技术轻巧、紧凑型电池满足了当今世界的各种用电需求，是人们摆脱对化石燃料依赖的关键所在。随着电池技术在成本和性能方面不断改进，人们对电池测量技术的性能和灵敏度要求也越来越高。全新TAM IV Micro XL是一款等温微量热仪（IMC），非常适合测定和理解电池放电和充电动力学，包括影响电池使用寿命的“寄生反应”的确切机理。该等温微量热仪能够测量各种电池类型，广泛适用于医疗器械、消费性电子产品、汽车及航空航天等多个领域，帮助研究人员在各类应用中获取关键信息，以开发出更安全、更强大、更耐用的电池。 关于沃特世公司（）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）是全球领先的专业测量仪器公司，作为色谱、质谱和热分析创新技术的先。