鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:715次 | 2022年06月08日
提高鋰電池的安全性和能量密度的方法
提高鋰離子電池的安全性和能量密度
三天前,美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室宣布,科學(xué)家們正在利用氧化化學(xué)氣相沉積技術(shù)開發(fā)一種新的陰極涂層,這種涂層可以幫助解決鋰離子電池的幾個(gè)潛在問題。
新的涂料有望投入市場
新型PEDOT涂層具有穿透陰極粒子內(nèi)部的能力,新增了一個(gè)額定屏蔽層,而傳統(tǒng)涂層僅能保持陰極粒子的外觀。著名的阿貢研究人員和電池科學(xué)家KhalilAmine表示,這種新型涂層可能在未來幾年內(nèi)投入商業(yè)使用。
根據(jù)全球信息供應(yīng)商IHSMarkit的數(shù)據(jù),隨著全球儲能設(shè)施數(shù)量的不斷新增,預(yù)計(jì)今年將新增4.3吉瓦的并網(wǎng)儲能能力。但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這種新涂層可能能夠解決電池存儲操作中最令人擔(dān)憂的問題密度和安全性,這可能會導(dǎo)致世界各地的儲能商店蓬勃發(fā)展。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
新涂料可以一舉兩得
很明顯,電池的安全性一直是科學(xué)家研究的關(guān)鍵之一,但正是壓力保持了動力。
過去兩年電池設(shè)備的爆炸無疑加速了電池在這方面的運(yùn)作。兩年的研究和優(yōu)化,argonne說,已經(jīng)出現(xiàn)了一種涂層,防止了電池和電解質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),允許所有其他的過程在沒有干擾的情況下工作。在這項(xiàng)研究中,粒子最初是從NMC陰極數(shù)據(jù)中提取出來,然后包裹在一種叫做PEDOT的含硫聚合物中。當(dāng)電池充電和放電時(shí),聚合物為陰極供應(yīng)一層維護(hù),保護(hù)其免受電池電解質(zhì)的損傷。阿貢實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家徐貴良(音譯)說:這種涂層基本上對所有使電池工作的過程和化學(xué)過程都很友好,對所有可能導(dǎo)致電池退化或出現(xiàn)缺陷的反應(yīng)也很友好。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),PEDOT涂層在充電過程中抑制了氧氣的釋放,從而使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,進(jìn)一步新增了安全性。通過欺騙鋰離子電池的能量密度,新型的陰極涂層PEDOT有望降低電池的整體成本,從而結(jié)束大規(guī)模的電氣化。研究人員認(rèn)為,有了這種涂層,含納米材料的鋰離子電池可以在更高的電壓下工作,新增能量輸出,或者持續(xù)更長時(shí)間,或者兩者兼而有之。
與此同時(shí),argonne還解決了與鋰離子電池有關(guān)的另一個(gè)重要問題:性能的比較驗(yàn)證。評價(jià)電極或電解液數(shù)據(jù)的變化是否是一種改進(jìn),意味著對檢測結(jié)果的比較,但是關(guān)于鋰離子電池沒有標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
工程師和研究人員經(jīng)常開發(fā)自己的程序來描述鋰離子電池的特性,這是基于對他們技能的預(yù)期使用。這使得任何對技能差異的比較都非常混亂。
為了解決這個(gè)問題,argonn實(shí)驗(yàn)室與華威大學(xué)、OVOEnergy、夏威夷國家動力研究所和捷豹路虎合作,審查了世界各地有關(guān)鋰離子電池的各種驗(yàn)證方法的文獻(xiàn),以供應(yīng)最佳實(shí)踐的見解。該實(shí)驗(yàn)室希望我們的研究結(jié)果有一天能夠?yàn)椴煌猛镜匿囯x子電池供應(yīng)更可靠、更具可比性的測試方法。