Makina elektrike po ngadalësohet? Universiteti i Kembrixhit jep një metodë të re trajtimi

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Krahasuar me kilometrazhin e jetëgjatësisë së baterisë, njerëzit janë më të shqetësuar për kohën e karikimit të automjeteve elektrike, megjithëse shumica e automjeteve elektrike të lançuara vitet e fundit kanë mbështetur karikim të shpejtë 30-40 minuta (kapaciteti 80%), por ende nuk janë në gjendje të përmbushin pritshmëritë e njerëzve. Aktualisht, bateria e fuqisë e joneve të litiumit e përdorur në automjetet elektrike është në thelb një bateri me jon litium, dhe kufiri i shpejtësisë së karikimit të baterisë së joneve të litiumit është në një grumbullim negativ në elektrodën negative. Gjatë procesit të karikimit, Li + nxirret nga elektroda pozitive, tretësi tretet në elektrolit, më pas shpërndahet në sipërfaqen e elektrodës negative dhe struktura kristalore e elektrodës negative të grafitit futet pas tretësirës.

Gjatë gjithë reaksionit, difuzioni i tretësirës dhe Li + në grimcat e grafitit është lidhja kufizuese e shpejtësisë së reaksionit. Kur shpejtësia e karikimit është shumë e shpejtë, polarizimi shtohet dhe metali Li precipitohet në sipërfaqen e elektrodës negative të grafitit. Metoda konvencionale e rritjes së materialit të elektrodës negative është nanofed, përmirëson zonën e kontaktit të materialit aktiv dhe elektrolitit, duke reduktuar distancën e difuzionit midis Li + në substancën aktive, por kjo sjell edhe një sërë problemesh, si nanoformimi. Zvogëlohet dendësia kompakte, dhe efektet anësore të shkaktuara nga sipërfaqja e tepërt specifike.

Kentj.griffith (autori i parë) dhe Clarep.grey i Universitetit të Kembrixhit, Kembrixh Britanik, thyejnë kufizimet e të menduarit tradicional, duke filluar nga struktura kristalore, zbuluan se nëse oksidet metalike Ni dhe W përdoren për të ndërtuar një strukturë kristalore të përshtatshme tre-dimensionale, ajo mund të jetë në mikron Karakteristikat e nivelit të lartë të zmadhimit, madhësisë së lartë dhe karakteristikave të zmadhimit dhe shtypjes së lartë. njëkohësisht.

Në provë, Kentj.griffith përdor oksidin NB dhe W për të sintetizuar NB16W555 (siç tregohet në Fig. AC) dhe Nb18W16O93 (siç tregohet në Figurën DF të paraqitur në Figurën DF), ku Nb16W5O55 është një sistem kristalor me një lidhje të vetme dhe kristali përbëhet nga një kënd i përbashkët.

, Formoni një njësi strukturore për çdo oktaedral 4x5, siç tregohet në Fig. A. Materiali NB18W16O93 është një alklinë ortogonale dhe struktura është paraqitur në Figurën D.

Dy materialet janë paraqitur në figurën më poshtë, dhe ka tre procese reagimi midis 2.5-1.0V, dhe platforma e tensionit është rreth 1.

55V, dhe platforma e tensionit është rreth 1.55 V, dhe materiali Li4TI5O12 (1.55 V) relativisht afër, por kapaciteti i kthyeshëm i materialit NB16W5O55 është shumë më i lartë se materiali LTO, duke arritur 225 mAh / g në raportin C / 5O, dhe performanca e shkëlqyer NB51W rrit gjithashtu performancën e shkëlqyer NB16W5O55 zmadhimi i karikimit në 5C.

(12 minuta shtrirë) mund të arrijë ende 171 mAh / g, edhe në një zmadhim të lartë prej 20c (3 min) është ende deri në 148 mAh / g. Materiali NB16W5O55 nuk është vetëm në performancën e zmadhimit, dhe ka një forcë të fortë në performancën e ciklit. Pas 250 cikleve me shpejtësi 10C, kapaciteti i kthyeshëm ende arrin 95%, dhe më pas zmadhimi 20C është 750 herë cikli, bateria është e kthyeshme Shkalla e mbajtjes së kapacitetit është ende e lartë deri në 95%.

Sidoqoftë, Xiaobian është këtu për të thënë se autori është këtu, që është një këshillë e vogël, e cila është në zbulimin e performancës së zmadhimit dhe procesi i ngarkimit të tensionit konstant shtohet gjatë procesit të karikimit, dhe autorët në zbulimin e ciklit do të heqin procesin e ngarkimit të tensionit konstant. Të gjithë e kuptojmë se ngarkimi me presion konstant lidhet me kapacitetin e karikimit të baterive të reja, veçanërisht me ritme të larta të karikimit, është shumë i rëndësishëm, kështu që autorët mund të jenë kaq të shkëlqyeshëm, dhe cikli që hiqet në cikël është i barabartë me uljen Statusi SOC i baterisë është i dobishëm për të përmirësuar performancën e ciklit. Duket se të huajt do të kenë kujdes! Sonda elektrokimike e materialit NB18W16O93 është gjithashtu shumë e mirë, dhe platforma e saj e tensionit është 1.

67V, në C / 5 dhe 1 C herë, meqenëse pesha mole Nb18W16O93 është relativisht e madhe, grami duhet të jetë 20 mAh / g më i ulët se materiali NB16W5O55, por është më i madh Në një zmadhim të lartë, materiali NB18W16O93 është i shkëlqyer në performancë, dhe kapaciteti i kthyeshëm mund të arrijë g0h/10. 105 dhe 70 mAh / g në zmadhim 60C dhe 100C, mundësisht nga materiali NB16W5O55. Performanca e shkëlqyer e zmadhimit është e ndaluar nga koeficienti i lartë i difuzionit Li + të dy materialeve. Nga tabela e mëposhtme, mund të shihet se koeficienti i difuzionit të dy materialeve është rreth 10-12-10-13m2/s, që është edhe më i lartë se titanati i staminuar me karikim të shpejtë (10-16-10-15) Është plotësisht koha e mjaftueshme për të përfunduar difuzionin brenda grimcave të grimcave prej 10 metrash mund të arrijë madhësia ende dy shpejtësia e karikimit.

Ndërsa në krahasim me materialet tradicionale të grafitit, dy materialet NB16W55 dhe NB18W16O93 nuk kanë përparësi në vëllimin gram dhe në platformën e tensionit, nëse marrim parasysh densitetin e ngjeshjes, do të zbulojmë se dy materiale janë më të ngjeshura Dendësia e lartë kompakte prandaj ka një avantazh shumë të madh (siç tregohet në figurën më poshtë) në vëllimin e njësisë në materialin N5C51 më poshtë. Kapaciteti i vëllimit të njësisë mund të arrijë 550 ah / L, edhe në zmadhim 20 C Mund të arrijë 350 AH / L, dhe materiali NB18W16O93 mund të arrijë 500 ah / L me zmadhimin 1 C, ende deri në 400 ah / L në zmadhimin 20 C, dhe kapaciteti i vëllimit të njësisë së materialit grafit vetëm 10 ft / 10 ft është vetëm 10 ft / H 0 ah dhe e drejtë, nuk ka pothuajse asnjë kapacitet në zmadhim 20C. Kjo deklaratë e dy materialeve NB16W5O55 dhe NB18W16O93 nuk mund të përputhet me materialin tradicional grafit në densitetin e energjisë në peshë, por në densitetin e energjisë vëllimore, ai ka avantazhe të mëdha, veçanërisht në zmadhimin e lartë, dhe avantazhi është pothuajse i jashtëzakonshëm. Kentj.

Griffith zhvilloi dy materiale NB16W5O55 dhe NB18W16O93 kanë koeficientë shumë të lartë të difuzionit Li +, kështu që performanca e shkëlqyer e zmadhimit mund të arrihet në madhësinë e mikrometrit, megjithëse këto dy materiale nuk janë aq të mira sa tradicionalet në peshë në krahasim me platformat e tensionit. Materiali grafit, por karakteristikat e densitetit real me presion të lartë bëjnë që të dy materialet të shfaqin një avantazh dërrmues të materialit grafit në densitetin e energjisë vëllimore, dhe materiali ka perspektiva të gjera në të ardhmen. Kusht paraprak është ulja e kostos).

.