Was sind die Faktoren, die Affekt der Körperverletzungsvorwurf?

China-Energie-Speicher-Nachrichten:

Lithium-Batterien werden „Schaukelstuhlart“ Batterien genannt. Die belasteten Ionen bewegen sich zwischen die positiven und negativen Elektroden, um Gebührenmitteilung, auf Versorgungsmacht auf externe Stromkreise oder auf Vorwurf von der externen Stromversorgung zu verwirklichen.
Während des spezifischen Aufladungsprozesses wird die externe Spannung an den zwei Pfosten der Batterie angewendet, deintercalated Lithiumionen vom positiven Elektrodenmaterial, kommen den Elektrolyt und gleichzeitig, werden überschüssige Elektronen erzeugt, um durch den positiven Stromabnehmer zu überschreiten und bewegen sich auf die negative Elektrode durch einen externen Stromkreis; Lithiumionen sind im Elektrolyt. Die positive Elektrode bewegt sich in Richtung zur negativen Elektrode und überschreitet durch das Trennzeichen, um die negative Elektrode zu erreichen; der SEI-Film, der durch die Oberfläche der negativen Elektrode überschreitet, wird in der negativen Graphitsandwich-struktur eingebettet und verpfändet zum Elektron.
Während der gesamten Ionen- und Elektronoperation hat die Körperverletzungsstruktur, die Gebührenmitteilung beeinflußt, ob elektrochemisch oder körperlich, eine Auswirkung auf schnelle Vorwurfsleistung.
Fasten Vorwurfsbedingungen für verschiedene Teile der Körperverletzung
Für die Batterie wenn Sie die Energieleistung verbessern möchten, müssen Sie in allen Aspekten der Batterie, einschließlich die positive Elektrode, negative Elektrode, Elektrolyt, Membran und strukturellen Entwurf schwer arbeiten.

positive Elektrode
Tatsächlich können fast alle Arten Kathodenmaterialien verwendet werden, um Schnellfüllebatterien herzustellen. Die Hauptleistungen, die erfordert werden garantiert zu werden, umfassen Leitfähigkeit (Reduzierung des Innenwiderstandes), Diffusion (garantierte Reaktionskinetik), Langlebigkeit (keinen Bedarf zu erklären) und die Sicherheit (nicht erfordert). Erklären Sie), richtige Verarbeitungsleistung (die spezifische Fläche kann nicht zu groß sein, verringert Nebenreaktionen, für Sicherheitsdienstleistungen).
Selbstverständlich unterscheiden die für jedes spezifische Material gelöst zu werden Probleme, sich, aber unsere allgemeinen Kathodenmaterialien können durch eine Reihe Optimierungen optimiert werden, aber verschiedene Materialien sind auch unterschiedlich:
Eisenphosphat A. Lithium wird mehr auf das Lösen von Problemen der Leitfähigkeit und der niedrigen Temperatur gerichtet möglicherweise. Kohlenstoffbeschichtung, mäßiges nanocrystallization (Anmerkung, dass sie mäßig ist, bestimmt nicht so fein wie die einfache Logik), die Bildung von Ionenleitern auf der Oberfläche der Partikel ist die typischste Strategie.
B, das dreifache Material selbst hat eine gute Leitfähigkeit, aber seine Reaktivität ist zu hoch, also hat das dreifache Material wenig Arbeit von nanocrystallization (nanocrystallization ist kein Antidot zur Leistungsverbesserung des metallurgischen Materials, besonders auf dem Gebiet von Batterien. Es gibt manchmal viele Reaktionen im System. Mehr Aufmerksamkeit wird auf Nebenwirkungen der Sicherheit und der Hemmung (und Elektrolyts) gelenkt. Schließlich ist das Hauptziel von dreifachen Materialien Sicherheit. Die neuen Batteriesicherheitsunfälle sind auch häufig. Bringen Sie höhere Anforderungen vor.
C, Lithiummanganat ist für das Leben, dort sind viele Schnellgebührenbatterien des Lithiummanganats auf dem Markt wichtiger.
negative Elektrode
Wenn die Lithium-Ionen-Batterie aufgeladen wird, wandert Lithium zur negativen Elektrode ab. Das übermäßig e-hoh Potenzial, das durch den schnellen Vorwurf verursacht wird und hoch gegenwärtig, verursacht das negative Elektrodenpotential, negativer zu sein. Diesmal wird der Druck der negativen Elektrode, die schnell Lithium annimmt, größer, und die Tendenz, Lithiumdendriten zu erzeugen wird größer. Deshalb muss die negative Elektrode die Lithiumdiffusion während der schnellen Aufladung nicht nur zufriedenstellen. Die kinetischen Anforderungen, aber, die Sicherheitsprobleme, die durch die erhöhte Tendenz der Lithiumdendritbildung, also, die verursacht werden technische hauptsächlichschwierigkeit des schnellen Aufladungskernes auch zu lösen ist die Einfügung von Lithiumionen in der negativen Elektrode.
A., zur Zeit ist das dominierende Anodenmaterial im Markt noch der Graphit (ungefähr 90% des Marktanteils erklärend), die Grundursache ist keines--billig und die umfassende Verarbeitungsleistungs- und Energiedichte des Graphits sind, und die Nachteile sind verhältnismäßig wenige. ausgezeichnet. Selbstverständlich haben Graphitanoden auch Probleme. Die Oberfläche ist für Elektrolyte empfindlich, und die Lithiumeinschiebungsreaktion hat starken Directionality. Deshalb ist es hauptsächlich notwendig, schwer zu arbeiten, um Graphitoberflächenbehandlung durchzuführen, seine strukturelle Stabilität zu verbessern, und die Diffusion von Lithiumionen auf dem Substrat zu fördern. Richtung.
Kohlenstoff B. Hard und weiche Kohlenstoffmaterialien haben auch sich in den letzten Jahren entwickelt: harte Kohlenstoffmaterialien haben hohes Lithiumeinfügungspotential, Mikroporen in den Materialien und gute Reaktionskinetik; und weiche Kohlenstoffmaterialien haben gute Kompatibilität mit Elektrolyten, sind MCMB die Materialien auch sehr repräsentativ, aber die harten und weichen Kohlenstoffmaterialien sind im Allgemeinen in der Leistungsfähigkeit und hoch in den Kosten niedrig (und stellen Sie vor sich, dass Graphit so billig ist, wie ich von einem industriellen Gesichtspunkt hoffe), also ist die Menge weit kleiner als Graphit, und mehr verwendet in einigen Spezialitäten. Auf der Batterie.
C, wie über Lithiumtitanat? Zu es einfach setzen: Lithiumtitanat hat die Vorteile der Dichte der hohen Leistung, sicherer und die offensichtlichen Nachteile. Die Energiedichte ist sehr niedrig, und die Berechnungskosten sind entsprechend Wh hoch. Deshalb ist der Standpunkt der Lithiumtitanatsbatterie eine nützliche Technologie, die in bestimmten Gelegenheiten günstig ist, aber es ist nicht für viele Gelegenheiten passend, in denen die Kosten und die Reichweite hoch sind.
D, Silikonanodenmaterial ist eine wichtige Entwicklungsrichtung, Panasonics neue 18650, die Batterie Handelsprozeß für solche Materialien angefangen hat. Aber, wie man eine Balance zwischen dem Streben nach Leistung in der Nanotechnologie und den der Batterieallgemeinen Mikrometerskalaanforderungen Industrie für Materialien ist noch eine schwierige Aufgabe erzielt.

Membran
Für Energiebatterien liefert hohe gegenwärtige Operation höhere Anforderungen für Sicherheit und Langlebigkeit. Membranbeschichtungstechnologie ist- untrennbar. Keramische überzogene Membranen liegen schnell an ihrer hohen Sicherheit und an der Fähigkeit, Verunreinigungen im Elektrolyt zu verbrauchen weggedrücktes. Besonders zur Sicherheit von dreifachen Batterien, ist der Sicherheitseffekt besonders bemerkenswert.
Die Haupthydraulikanlage, die z.Z. in den keramischen Membranen benutzt wird, ist, Tonerdepartikel auf der Oberfläche von herkömmlichen Membranen zu beschichten. Eine verhältnismäßig neue Annäherung ist, Festelektrolytfasern auf der Membran zu beschichten. Solche Membranen haben niedrigeren Innenwiderstand und mechanische Unterstützung für die Membran. Ausgezeichnet und es hat eine niedrigere Tendenz, das Membranloch während des Services zu blockieren.
Nach der Beschichtung hat das Trennzeichen gute Stabilität. Selbst wenn die Temperatur verhältnismäßig hoch ist, sich zu verformen ist nicht einfach zu schrumpfen und, und das ergibt Kurzschluss. Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd., technische Unterstützung des akademischen Forschers der Tsinghua-Hochschulschule von Materialien, hat einige Repräsentativaspekte in dieser Hinsicht. Arbeit, die Membran wird unten gezeigt.
Elektrolyt
Der Elektrolyt hat einen großen Einfluss auf die Leistung einer schnell-belasteten Lithium-Ionen-Batterie. Um die Stabilität und die Sicherheit der Körperverletzung unter schnellem Vorwurf sicherzustellen und hoch gegenwärtig, sollte der Elektrolyt die folgenden Eigenschaften treffen: A) kann nicht zerlegt werden, B) die Leitfähigkeit ist hoch, C) ist träge zum positiven und negative Materialien, können nicht reagieren oder sich auflösen.
Wenn diese Anforderungen getroffen werden sollen, ist der Schlüssel, Zusätze und Funktionselektrolyte zu benutzen. Zum Beispiel wird die Sicherheit von dreifachen schnell-belasteten Batterien groß durch sie beeinflußt. Es ist notwendig, verschiedene anti-e-hoh Temperatur-, flammhemmende und anti-überladenenzusätze zu addieren, um sie bis zu einem gewissen Grad zu schützen. Das Problem der alten Lithiumtitanatsbatterie, die Blähung der hohen Temperatur, hängt auch vom Funktionselektrolyt der hohen Temperatur ab.
Batteriestrukturentwurf
Eine typische Optimierungsstrategie ist gestapelt GEGEN Wicklungsart. Die Elektroden der lamellierten Batterie sind mit einem parallelen Verhältnis gleichwertig, und die Wicklungsart ist mit einer Serienschaltung gleichwertig. Deshalb ist der Innenwiderstand vom ehemaligen viel kleiner, und es ist für die Energieart passender. Gelegenheit.
Darüber hinaus können Sie an der Anzahl von Pfosten stark arbeiten, um Innenwiderstand und Wärmeableitungsprobleme zu lösen. Darüber hinaus sind der Gebrauch von Hochleitfähigkeitselektrodenmaterialien, der Gebrauch der leitfähigeren Mittel und die Beschichtung von dünneren Elektroden auch Strategien, die betrachtet werden können.
Kurz gesagt beeinflussen die Faktoren, welche die Bewegung der inländischen Abgaben der Körperverletzung und die Rate der Einbettung des Elektrodenhohlraumes beeinflussen, die schnelle Aufladungsfähigkeit der Lithium-Batterie.

中国储能网讯: 锂电池被称为 „摇椅型“ 电池, 带电离子在正负极之间运动, 实现电荷转移, 给外部电路供电或者从外部电源充电。

具体的充电过程中, 外电压加载在电池的两极, 锂离子从正极材料中脱嵌, 进入电解液中, 同时产生多余电子通过正极集流体, 经外部电路向负极运动; 锂离子在电解液中从正极向负极运动, 穿过隔膜到达负极; 经过负极表面的 SEI 膜嵌入到负极石墨层状结构中, 并与电子结合。

在整个离子和电子的运行过程中, 对电荷转移产生影响的电池结构, 无论电化学的还是物理的, 都将对快速充电性能产生影响。

快充对电池各部分的要求

对于电池来说, 如果要提升功率性能, 需要在电池整体的各个环节中都下功夫, 主要包括正极、 负极、 电解液、 隔膜和结构设计等。

正极

实际上, 各种正极材料几乎都可以用来制造快充型电池, 主要需要保证的性能包括电导 (减少内阻)、 扩散 (保证反应动力学)、 寿命 (不需要解释)、 安全 (不需要解释)、 适当的加工性能 (比表面积不可太大, 减少副反应, 为安全服务)。

当然, 对于每种具体材料要解决的问题可能有所差异, 但是我们一般常见的正极材料都可以通过一系列的优化来满足这些要求, 但是不同材料也有所区别:

Ein、 磷酸铁锂可能更侧重于解决电导、 低温方面的问题。进行碳包覆, 适度纳米化 (注意, 是适度, 绝对不是越细越好的简单逻辑), 在颗粒表面处理形成离子导体都是最为典型的策略。

B-、 三元材料本身电导已经比较好, 但是其反应活性太高, 因此三元材料少有进行纳米化的工作 (纳米化可不是什么万金油式的材料性能提升的解药, 尤其是在电池领域中有时还有好多反作用), 更多在注重安全性和抑制 (与电解液的) 副反应, 毕竟目前三元材料的一大命门就在于安全, 近来的电池安全事故频发也对此方面提出了更高的要求。

C-、 锰酸锂是则对于寿命更为看重, 目前市面上也有不少锰酸锂系的快充电池。

负极

锂离子电池充电的时候, 锂向负极迁移。而快充大电流带来的过高电位会导致负极电位更负, 此时负极迅速接纳锂的压力会变大, 生成锂枝晶的倾向会变大, 因此快充时负极不仅要满足锂扩散的动力学要求, 更要解决锂枝晶生成倾向加剧带来的安全性问题, 所以快充电芯实际上主要的技术难点为锂离子在负极的嵌入。

Ein、 目前市场上占有统治地位的负极材料仍然是石墨 (占市场份额的 90% 左右), 根本原因无他 — — 便宜, 以及石墨综合的加工性能、 能量密度方面都比较优秀, 缺点相对较少。石墨负极当然也有问题, 其表面对于电解液较为敏感, 锂的嵌入反应带有强的方向性, 因此进行石墨表面处理, 提高其结构稳定性, 促进锂离子在基上的扩散是主要需要努力的方向。

B-、 硬碳和软碳类材料近年来也有不少的发展: 硬碳材料嵌锂电位高, 材料中有微孔因此反应动力学性能良好; 而软碳材料与电解液相容性好, MCMB-材料也很有代表性, 只是硬软碳材料普遍效率偏低, 成本较高 (而且想像石墨一样便宜恐怕从工业角度上看希望不大), 因此目前用量远不及石墨, 更多用在一些特种电池上。

C-、 钛酸锂如何? 简单说一下: 钛酸锂的优点是功率密度高, 较安全, 缺点也明显, 能量密度很低, 按 Wh-计算成本很高。因此对于钛酸锂电池的观点是一种有用的在特定场合下有优势的技术, 但是对于很多对成本、 续航里程要求较高的场合并不太适用。

D-、 硅负极材料是重要的发展方向, 松下的新型 18650 电池已经开始了对此类材料的商用进程。但是如何在纳米化追求性能与电池工业对于材料的一般微米级的要求方面达到一个平衡, 仍是比较有挑战性的工作。

隔膜

对于功率型电池, 大电流工作对其安全、 寿命上提供了更高的要求。隔膜涂层技术是绕不开的, 陶瓷涂层隔膜因为其高安全、 可以消耗电解液中杂质等特性正在迅速推开, 尤其对于三元电池安全性的提升效果格外显著。

陶瓷隔膜目前主要使用的体系是把氧化铝颗粒涂布在传统隔膜表面, 比较新颖的做法是将固态电解质纤维涂在隔膜上, 这样的隔膜的内阻更低, 纤维对于隔膜的力学支撑效果更优, 而且在服役过程中其堵塞隔膜孔的倾向更低。

涂层以后的隔膜, 稳定性好, 即使温度比较高, 也不容易收缩变形导致短路, 清华大学材料学院南策文院士课题组技术支持的江苏清陶能源公司在此方面就有一些代表性的工作, 隔膜如下图所示。

电解液

电解液对于快充锂离子电池的性能影响很大。要保证电池在快充大电流下的稳定和安全性, 此时电解液要满足以下几个特性: A-) 不能分解, b-) 导电率要高, c-) 对正负极材料是惰性的, 不能反应或溶解。

如果要达到这几个要求, 关键要用到添加剂和功能电解质。比如三元快充电池的安全受其影响很大, 必须向其中加入各种抗高温类、 阻燃类、 防过充电类的添加剂保护, 才能一定程度上提高其安全性。而钛酸锂电池的老大难问题, 高温胀气, 也得靠高温功能型电解液改善。

电池结构设计

典型的一个优化策略就是叠层式 GEGEN 卷绕式, 叠层式电池的电极之间相当于是并联关系, 卷绕式则相当于是串联, 因此前者内阻要小的多, 更适合用于功率型场合。

另外也可以在极耳数目上下功夫, 解决内阻和散热问题。此外使用高电导的电极材料、 使用更多的导电剂、 涂布更薄的电极也都是可以考虑的策略。

总之, 影响电池内部电荷移动和嵌入电极孔穴速率的因素, 都会影响锂电池快速充电能力。