怎么样提高充电锂离子电池的充电放电的循环次数?

2021-04-09      847 次浏览

美国宇航局喷气推进实验室业已研制成功一种新型的锂阳极电化学电池,从而提高了充电锂离子电池的充电放电循环次数。尽管老式的二级锂离子电池贮电性能较好,但循环寿命较短,这是因为锂离子电池的组成在物理性质和化学性质上是不相容的,经几次循环,阴极易于分解。新型锂离子电池采用与电解液相容的材料,这种材料是湿润的,且化学成份是稳定的。电介质的蒸发力低,电化学稳定性好,从而改进了电池的包装和安全性。而且这种电池可在低于100℃的中温条件下进行运行,因而适用于机动车、通讯和其它多方面。


这种新型锂离子电池除具有锂阳极外,还有二硫化钛阴极和由LIA3F6组成的电极。分液器外涂有表面活化剂,在阴极中含有一种特殊结合力的配方,与新型电极相容。结果表明,此种电池的循环寿命是性能最佳电池的2倍。


以砜为主的电介液,如3MeS是一种杂环化合物,之所以选择此类化合物作电介液是因为它们具有比通常所使用的2MeTHF电介液抗氧化和抗还原用途都强。此外,该电介液还具有溶点较低,沸点较高的特点,因而使用温度较广。但同时它们又具有极高的极性,不能使分液器非极性材料变湿润。所以,在分液器表层需涂味哇琳或硅-乙二醉咪锉啉作表面活化剂。这些物质可以使电介液将分液器变潮,而不影响电极的稳定性。


为了改进阴极的机械稳定性能,使用乙烯-聚氯乙烯其聚物作为粘合荆,以替代过去所使用的聚四氟乙烯。由于以电介液并不能使该材料变潮,因而需添加砜化合物以保持其湿润性。能量密度与电芯性能。容量是电池的第一属性,而能量密度则是几乎所有电池在设计时所必须考虑的首要问题。当设计的能量密度提高时,电芯则不得不选择更薄的隔膜、材料也要使用在极限压实和面密度下。一方面,如此极限的设计会让电芯的吸液更加困难,从而影响电芯的循环性能;另一方面更薄的隔膜铝塑膜、更高能量密度的材料也意味着更差的安全性能。能量密度与电芯性能,可以说是任何一家单位在设计电池时都不得不遇到的问题;一家单位往往是当其能量密度有较大优势时,电芯的循环安全性能就有可能存在一定隐患;当其循环安全性能做到百分百无误时,能量密度又往往较低而使产品缺乏很强的竞争力。文武毕竟是做技术出身(文武一直认为,入行后所从事的工作类型对其未来看待问题的角度有极大的影响;例如之前单位一个BOSS是做电子的出身,那他在遇到问题时永远想的都是这不是电子的问题,是电芯的问题,电芯必须想尽一切办法提高,而不可能想着电芯如何难做,即便未来让他去管理电芯事业部;之前单位老板业务出身,从他眼里永远看不到技术部的进步,市场部拉来订单就会给提成,而技术部做出来了新东西他觉得很正常;当然文武就个人能力而言无资格批评这两个BOSS,并且文武也不是在批评,只是为了说明出身对人思考问题切入点的影响),电池这个行业,没有技术绝对不行,做低端的入门门槛太低人人都能做,人人都能做的结果就是大家互相压价,最后经常是谁宁可赚的最少甚至是谁宁可赔钱谁拿单;但是当技术优势建立起来后,竞争对手少了,也就自然有了定价权。一个单位可能囿于目前的市场而无需开发出技术含量很高的东西,但是技术部要有预研发的心态,确定自身技术特点(能量密度型?安全型?倍率型?),紧跟最前沿客户要求,对产品进行一些事先的预研,而后将其作为技术储备,当市场部拉到大客户样品单时,可以短时间完成设计和送样,从而占据先机(说着说着似乎天马行空了)。对未来的电池发展而言,安全性能更是突出问题,终结者3中阿诺将其体内的氢电池丢在路边从而引起巨大爆炸的场景让人难忘。只要是具有能量的东西,则不可能绝对安全;当我们手中可拿握之物的能量也在我们一只手所能掌控时,那问题尚且不大;但未来若是人人手中之物都有炸平房屋的能量,那安全隐患就可想而知了。


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