Цахилгаан машин удааширч байна уу? Кембрижийн их сургууль эмчилгээний шинэ аргыг санал болгож байна

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

Сүүлийн жилүүдэд үйлдвэрлэгдсэн ихэнх цахилгаан автомашинууд 30-40 минутын хурдан цэнэглэлтийг (80%-ийн багтаамж) дэмждэг ч хүмүүсийн хүлээлтийг хангаж чадахгүй байгаа хэдий ч батерейны ашиглалтын мильтэй харьцуулахад хүмүүс цахилгаан автомашины цэнэглэх хугацаанд илүү их санаа зовдог. Одоогийн байдлаар цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашигладаг лити ион батерей нь үндсэндээ литийн ион батерей бөгөөд лити ион батерейг цэнэглэх хурдны хязгаар нь сөрөг электродын сөрөг цуглуулгад байна. Цэнэглэх процессын явцад эерэг электродоос Li +-ийг гаргаж, уусгагчийг электролитэд уусгаж, дараа нь сөрөг электродын гадаргуу руу тарааж, сольватын дараа суулгагдсан графит сөрөг электродын талст бүтэц.

Бүхэл урвалын явцад графитын тоосонцор дахь уусгах ба Li+-ийн тархалт нь урвалын хурдыг хязгаарлах холбоос юм. Цэнэглэх хурд хэт хурдан байвал туйлшрал нэмэгдэж, графит сөрөг электродын гадаргуу дээр метал Li тунадас үүсдэг. Сөрөг электродын материалыг сайжруулах уламжлалт арга нь наножуулсан, идэвхтэй материал ба электролитийн контактын талбайг сайжруулж, идэвхтэй бодис дахь Li+-ийн хоорондох тархалтын зайг багасгадаг боловч энэ нь наноформаци гэх мэт олон асуудлуудыг авчирдаг. Авсаархан нягтрал багасч, гадаргуугийн хэт их талбайгаас үүдэлтэй гаж нөлөө.

Kentj.griffith (анхны зохиогч) болон Британийн Кембрижийн Кембрижийн их сургуулийн Клареп.грей нар болор бүтэцээс эхлээд уламжлалт сэтгэлгээний хязгаарлалтыг давж, хэрэв Ni, W металлын ислийг тохиромжтой гурван хэмжээст талст бүтцийг бий болгоход ашигладаг бол микроноор томруулж болно гэдгийг тогтоожээ. нэгэн зэрэг.

Туршилтанд Kentj.griffith нь NB16W555-ийг нийлэгжүүлэхийн тулд NB ба W-ийн ислийг ашигласан (Зураг 2-т үзүүлсэн шиг). AC) ба Nb18W16O93 (DF-р зурагт үзүүлсэн DF-ийн дагуу), Nb16W5O55 нь нэг холбоост талст систем бөгөөд болор нь нийтлэг өнцгөөс бүрддэг.

, Зурагт үзүүлсэн шиг 4х5 октаэдр бүрийн хувьд бүтцийн нэгжийг үүсгэнэ. A. NB18W16O93 материал нь ортогональ шүлтлэг бөгөөд бүтцийг D зурагт үзүүлэв.

Хоёр материалыг доорх зурагт үзүүлсэн бөгөөд 2.5-1.0V-ийн хооронд гурван урвалын процесс явагддаг ба хүчдэлийн платформ нь ойролцоогоор 1 байна.

55V, хүчдэлийн платформ нь ойролцоогоор 1.55V, Li4TI5O12 материал (1.55 В) харьцангуй ойрхон боловч NB16W5O55 материалын урвуу хүчин чадал нь LTO материалаас хамаагүй өндөр бөгөөд C / 5 харьцаагаар 225 мАч / г хүрч, NB16W5O5 нь материалын томруулалтыг ихэсгэдэг. 5С.

(12мин хэвтэж) 171 мАч / г хүрч чадна, тэр ч байтугай 20c (3мин) өндөр өсгөлтийн үед ч 148mAh / г хүртэл хэвээр байна. NB16W5O55 материал нь зөвхөн томруулдаг үзүүлэлтэд хамаарахгүй бөгөөд мөчлөгийн гүйцэтгэлд хүчтэй хүч чадал байдаг. 10С хэмийн 250 циклийн дараа урвуу хүчин чадал нь 95% хүрч, дараа нь 20С-ийн өсгөлт нь 750 дахин ихсэхэд батерей нь урвуу хүчин чадалтай. Хүчин чадал нь 95% хүртэл өндөр хэвээр байна.

Гэсэн хэдий ч, Шиаобиан энд байна зохиолч энд байна, энэ нь томруулах гүйцэтгэлийг илрүүлэх нь бага зэрэг үзүүр юм, болон тогтмол хүчдэлийн цэнэглэх үйл явц нь цэнэглэх явцад нэмж, мөчлөг илрүүлэх зохиогчид тогтмол хүчдэлийн цэнэглэх үйл явц буурах болно. Тогтмол даралтаар цэнэглэх нь шинэ батерейны цэнэглэх хүчин чадалтай, ялангуяа өндөр цэнэгийн хурдтай холбоотой гэдгийг бид бүгд ойлгодог, тиймээс зохиогчид маш сайн байж чадна, мөн мөчлөгт арилгасан цикл нь буурахтай тэнцэнэ. Зайны SOC статус нь мөчлөгийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад тустай. Гадныхан болгоомжтой байх шиг байна! NB18W16O93 материалын цахилгаан химийн датчик нь маш сайн, түүний хүчдэлийн платформ нь 1.

67V, C / 5 ба 1C удаа, Nb18W16O93 мэнгэ жин нь харьцангуй том тул грамм нь NB16W5O55 материалаас 20 мАч / г бага байх ёстой, гэхдээ илүү их байна. Өндөр томруулсан үед NB18W16O93 материал нь гүйцэтгэлийн хувьд маш сайн бөгөөд буцах чадал нь /10 г / 50 м-ээс бага байна. NB16W5O55 материалаас 60С ба 100С өсгөлтөд 105 ба 70 мАч / г хүрнэ. Хоёр материалын өндөр Li + тархалтын коэффициентээс маш сайн томруулдаг гүйцэтгэлийг хориглодог. Доорх хүснэгтээс харахад хоёр материалын тархалтын коэффициент нь 10-12-10-13м2 / с орчим байгаа нь Хурдан цэнэглэгдсэн титанатаас (10-16-10-15) илүү өндөр байна. Энэ нь 10 микрометрийн диаметртэй материалын тоосонцор доторх тархалтыг дуусгахад хангалттай хугацаа юм. хэт өндөр цэнэглэх хурд.

Уламжлалт графит материалтай харьцуулахад NB16W55 ба NB18W16O93 хоёр материал нь грамм эзэлхүүн болон хүчдэлийн платформ дээр ямар ч давуу талгүй боловч нягтралын нягтыг авч үзвэл хоёр материал илүү өндөр нягтралтай тул маш том давуу талтай болохыг олж мэдэх болно (доорх зурагт үзүүлсэн шиг) нэгж эзэлхүүнээр (доор үзүүлсэн шиг) материалын багтаамж, N15W, эзлэхүүн, N15W, N15W. 550ah / л хүрч чадна, тэр ч байтугай 20C томруулахад Энэ нь 350AH / L, NB18W16O93 материал нь 1C томруулахад 500ah / L, 20C томруулахад 400ah / L хүртэл, графит материалын нэгж эзэлхүүний багтаамж нь ердөө л 1010AH / L-д хүрэх боломжтой. 20С-ийн өсгөлтөөр. NB16W5O55 ба NB18W16O93 хоёр материалын энэхүү мэдэгдэл нь жингийн эрчим хүчний нягтралын хувьд уламжлалт бал чулуун материалтай таарахгүй боловч эзэлхүүний эрчим хүчний нягтралын хувьд энэ нь маш их давуу талтай, ялангуяа өндөр өсгөлттэй, давуу тал нь бараг давж гардаг. Кентж.

Гриффит NB16W5O55 ба NB18W16O93 хоёр материалыг бүтээсэн нь маш өндөр Li + тархалтын коэффициенттэй тул микрометрийн хэмжээн дээр маш сайн томруулдаг гүйцэтгэлийг олж авах боломжтой боловч эдгээр хоёр материал нь хүчдэлийн платформтой харьцуулахад уламжлалт жингийн хувьд тийм ч сайн биш юм. Бал чулуу материал, гэхдээ өндөр даралтын бодит нягтын шинж чанар нь хоёр материалыг эзэлхүүний энергийн нягтралын хувьд бал чулуу материалаас асар их давуу талтай болгодог бөгөөд материал нь ирээдүйд өргөн боломжтой. Урьдчилсан нөхцөл бол зардлыг бууруулах явдал юм).

.