13 лет в современную эпоху электромобилей Америка не приблизилась к стандарту зарядки
May 06, 202313 лет в современную эпоху электромобилей Америка не приблизилась к стандарту зарядки
Jun 28, 2023Контракт на сумму 1,7 миллиона долларов показывает, что Иран
Nov 21, 2023Ford Transit 2023 года нужен новый топливный бак, иначе он может протечь
Dec 24, 2023Руководство по Honda SCL500 2023 года • Мотоцикл Total
Jun 14, 2023Передовой опыт подготовки и оценки элементов литиевых батарей
Материалы по связи том 3, Номер статьи: 64 (2022) Цитировать эту статью
10 тысяч доступов
7 цитат
2 Альтметрика
Подробности о метриках
Улучшенные литиевые батареи пользуются большим спросом в бытовой электронике и электромобилях. Чтобы точно оценить новые материалы и компоненты, аккумуляторные элементы необходимо изготовить и протестировать в контролируемой среде. Для широко используемых ячеек для монет и небольших мешочков определенные ключевые факторы и параметры существенно влияют на конечное качество и производительность ячеек. Таким образом, для получения точных и надежных данных о новых материалах для батарей решающее значение имеют повторяемость и качество изготовления элементов, обеспечивающие воспроизводимость результатов. Здесь мы обсуждаем ключевые факторы и параметры, которые влияют на изготовление и тестирование элементов, включая однородность электродов, сухость компонентов, выравнивание электродов, внутреннее и внешнее давление, контроль количества электролита и крепление элемента с контролем давления. Мы также предоставляем общие рекомендации по надежной подготовке клеток.
Литий-ионные аккумуляторы (LIB) получили широкое признание и применяются в широком спектре потребительских электронных устройств, таких как мобильные устройства (например, компьютеры, смартфоны, мобильные устройства и т. д.), электроинструменты, а также устройства для поддержания здоровья1. В связи с возникшим спросом на рынке электрифицированного транспорта также возникла высокая потребность в разработке более совершенных батарей с высокой плотностью энергии и низкими потерями2,3,4,5,6. Помимо исследований и разработок традиционных ЛИА на основе интеркаляции лития (Li) между графитовым анодом и литий-оксидным катодом из оксида переходного металла, также была разработана система Li-металлических батарей, в которой металлический литиевый анод используется вместо оксида металлического лития или других катодов, не содержащих Li. привлекли большое внимание из-за их потенциала с более высокой плотностью энергии или более низкой стоимостью материала по сравнению с традиционной системой5. Поскольку и литий-ионные, и литий-металлические батареи используют литий-содержащие активные материалы и основаны на окислительно-восстановительной химии, связанной с литий-ионными, мы предпочитаем термин «литиевые батареи» (LB) для обозначения обеих систем в следующем контексте.
За последнее десятилетие все основные компоненты ЛБ, включая активные материалы, связующие вещества, проводящие добавки, электролит и мембраны, были тщательно исследованы и задокументированы многочисленными опубликованными результатами исследований7,8,9,10,11,12,13. Помимо химических и физических характеристик на уровне материала, необходимо подготовить и протестировать электрохимические элементы для дальнейшего изучения характеристик этих компонентов. В идеале, ячейки промышленного производства, независимо от формата: пакетного, цилиндрического или призматического, обеспечивают лучший воспроизводимый результат6. Однако большинство исследовательских лабораторий по-прежнему используют для оценки элементы малого формата, такие как монетообразные элементы, из-за ограничений по ресурсам и стоимости14,15. Хотя некоторые институты используют для оценки однослойные или небольшие по размеру многослойные ячейки в формате пакетов, большинство этих образцов по-прежнему были «изготовлены вручную», начиная с порошка активного материала (в отличие от автоматического или полуавтоматического производства на линии). . До недавнего времени исследовательское сообщество начало обращать внимание на надежность изготовления клеток, поскольку дальнейшая оценка во многом зависит от качества и стабильности полученных клеток. Для элемента формата монеты на протяжении всего процесса изготовления элемента было выявлено несколько ключевых факторов, которые оказывают большое влияние на конечные характеристики элемента14,15,16,17,18,19,20. К сожалению, исследования ключевых факторов подготовки и оценки клеток в формате пакета все еще редки21.
В этой статье определяются и обсуждаются ключевые факторы, которые влияют на конечную производительность элемента в процессе изготовления для формата монет и формата мешочка соответственно. Также представлены и обсуждаются некоторые важные параметры, которые оказывают существенное влияние на эти факторы. В конце также представлены некоторые ожидания относительно систематического исследования процесса изготовления клеток, а также необходимость стандартного протокола для изготовления и тестирования клеток. Мы хотим, чтобы обсуждение этих ключевых факторов и важных параметров послужило общим руководством по надежному и воспроизводимому изготовлению и тестированию элементов для сообщества исследователей аккумуляторов.