17年專注鋰電(diàn)池定製

新能(néng)源設備用72V磷酸鐵鋰電池(chí)規格型號

來(lái)源:邦立威    2019-11-21    點(diǎn)擊量:139

隨著對智能(néng)手機,電動汽車和可再(zài)生能源的需求持續增長,科學家(jiā)們正在尋(xún)找改進鋰離子(zǐ)電池的方法-鋰離子電池是家用電子產品中最常見的電池類型,也是電網規模儲能的有前途的解決方案。提高(gāo)鋰離子(zǐ)電池的能量密度(dù)可以促進具有長效(xiào)電(diàn)池(chí)的先進技術的發展,以及風能和太陽能的廣泛使用。現在,研究人(rén)員(yuán)在實現這一目標方麵(miàn)取得了重(chóng)大進展(zhǎn)。
新能源設備用72V磷酸鐵鋰電池規(guī)格型號
由馬裏蘭大學(UMD),美國能源部(DOE)布魯克海(hǎi)文國家實驗室和美國陸(lù)軍研究實驗室的科學家領導的合作(zuò)開發並研究了一種能夠使鋰離子能量密(mì)度(dù)增加三(sān)倍的新型陰極材料。電池電極。他們(men)的研究成果於6月(yuè)13日在NatureCommunications上(shàng)發表。
邦力威鋰電池的比能量在不同類型的(de)電(diàn)池上不一(yī)樣(yàng)
“鋰離子電池由(yóu)陽極和陰(yīn)極組成,”UMD科學家和該(gāi)論文的主要作者之一的秀林秀(xiù)說。“與鋰離子電(diàn)池中使用的商用石墨陽極(jí)的大容量相比,陰極的容量更加有限。陰極材料始終是進一步提(tí)高鋰離子電池能量密度(dù)的瓶頸。”

UMD的科學家們合成了一種新的陰極材料,這是一種改良的(de)工(gōng)程形式的三氟化鐵(FeF3),由經(jīng)濟(jì)有效(xiào)和環境(jìng)友好的元素-鐵和氟組成。研究(jiū)人員一直對在鋰離子電池中使用FeF3等化合物感興趣(qù),因為它們具有比傳統陰極材料更高的(de)容量。
新能源設備用72V磷酸鐵鋰電池規格型號
“通常用於鋰離子電池的材(cái)料(liào)都是基於插層化學,”布魯克(kè)海文的化學家和該論文的主(zhǔ)要(yào)作者之一EnyuanHu說。“這(zhè)種(zhǒng)類(lèi)型的化學反應是非常有效(xiào)的(de);但是,它(tā)隻轉移一個電子,因此陰(yīn)極容量(liàng)是有限的。一些化合物如FeF3能夠(gòu)通過更複雜的反應機製(zhì)轉(zhuǎn)移(yí)多個電子,稱為轉化反應。”
邦力威鋰電(diàn)池的價格組成:正極材料,負極材料,隔板(bǎn),電解液,電池殼
盡管FeF3具有增加陰極容量(liàng)的潛(qián)力,但該化合物在鋰離子電池中的(de)表現並不理想,因為其轉化反應存在三個並發症:能效差(滯後),反應速度慢,副反應可能導致循環壽命不佳。為了克服這些挑戰,科學家們通過一種稱為(wéi)化學替(tì)代的過程(chéng)將(jiāng)鈷和氧原子添加到FeF3納米棒中。這使科學家能夠操縱反(fǎn)應途徑並使其更具“可逆性”。

“當鋰離子被插入到FeF3中時,這種物質會轉化為鐵和(hé)氟化鋰,”該論文(wén)的合著者和布魯(lǔ)克海文(wén)功能納米材料中心(CFN)的科學家SooyeonHwang說。“然而,反應不是完全可逆的。用鈷和氧取(qǔ)代後,陰極材(cái)料的主要骨架更好地保持,反應(yīng)變得更加可逆。”
鋰電(diàn)池,鉛酸蓄電池,燃料電池,鎘鎳電池,鎳氫電池,幹電池(chí)這些(xiē)電池有很大的(de)區別
為了研究反應途徑,科學家(jiā)們在CFN和國(guó)家同步加速器光源II(NSLS-II)-布魯克海文的兩個DOE科學用戶設(shè)施辦公室進行了多次實驗。

首(shǒu)先在CFN,研究人員使用強(qiáng)大的電子束以0.1納米的分辨率觀察FeF3納米棒-一種稱為透射電子顯微鏡(TEM)的技(jì)術。TEM實驗使研究人員(yuán)能夠確定陰極結構中納米顆粒的確切(qiē)尺寸,並分析結構在(zài)充電-放電過程的不同階段之間如何變化。他們看到(dào)取代納米棒的反應速度更(gèng)快。
新能源設備用(yòng)72V磷酸鐵(tiě)鋰電池規格型號
“TEM是(shì)一種用於(yú)表征非常小尺(chǐ)度材料的強大工具(jù),它還能(néng)夠實時研究反應過程,”CFN的科(kē)學家和(hé)該研究的共同作者DongSu說。“然而(ér),我們隻能使用TEM看到非常有限(xiàn)的樣品區域。我們需(xū)要依靠NSLS-II的(de)同步加速器技術來了解整個電池的功能。”
邦力(lì)威鋰電池的發展(zhǎn)非常(cháng)迅速,尤其的固態鋰電池
NSLS-II的X射線粉末衍射(XPD)光束線上,科學家們通(tōng)過陰極材料引導了超亮X射線。通過分析光散(sàn)射的方式,科學家們可以“看到”有關材料結構的其他信息。

“在XPD,我(wǒ)們進行了配對(duì)分布功能(PDF)測量,能夠檢測大量的當地鐵排序,”該(gāi)論文的合著者和NSLS-II的科學家白建明說。“對放電陰極的PDF分析清楚地表明,化學替代(dài)促進了電化學的可逆性。”
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CFN和NSLS-II上結合(hé)高度先進的成像和顯微技術是評估陰極材料功能的關鍵步驟。
新能源設備用(yòng)72V磷酸(suān)鐵鋰電池規格型號
“我們還進行了基於密度泛函理論的先進計算方(fāng)法,以破解原子尺度的反應機製,”UMD的(de)科學家,該(gāi)論文的共同作者(zhě)肖驥說。“這(zhè)種方(fāng)法表(biǎo)明化學替代通過減少鐵的粒徑和穩定岩鹽相將反應轉變為高度可逆的狀態。”UMD的科學家表(biǎo)示,這種(zhǒng)研究策略可以應(yīng)用於其他高(gāo)能轉換材料,未來的研究可能(néng)使用該方法來改進其他電池係統。

近年來,隨著鋰(lǐ)電技術的不(bú)斷(duàn)進(jìn)步與實際成本逐漸下降,鋰電池在電動工具領域的應用越來越多,現階段各(gè)大巨頭廠商提出(chū)電動工具無繩化(huà)的想(xiǎng)法後,使得鋰(lǐ)電池在(zài)電動工具領域有著廣闊的前景空間。

與此同時,人工智能的興起,鋰(lǐ)電家居(jū)產品、園林工具(jù)等新興智能工具類產品得到了迅速發展的機會,鋰電池的應用並不再局(jú)限(xiàn)於單(dān)個領域。其中根據業內人(rén)士稱,鋰(lǐ)電類電動工具、園林工具未來(lái)市場趨勢正如清晨的朝(cháo)陽。電動工具鋰電化除了市場的推(tuī)動(dòng)與自身潛力外,還得到了(le)國家地區政策的支持。例如歐盟早(zǎo)已禁止無線電動工具使用(yòng)鎳鉻電池,鋰電電動工具的普及率(lǜ)與替換(huàn)率也遠遠領先於國內市(shì)場;中國(guó)則是重新製定了電動工具鋰電池使用行(háng)業(yè)標準。
新能源設備(bèi)用72V磷酸鐵鋰電池規格型(xíng)號
鋰電化無繩化意味著電動工具將會(huì)朝著更小體積、更輕重量、更低噪聲等方向發展,然而仍不可避免“副作用”的出(chū)現,那就是鋰電池中的鋰(lǐ)離子熱失控。鋰離子的工作溫度範圍是在+15~+45攝氏度之間,如果溫度超出臨界水平,則會導致電(diàn)池單(dān)元功能安全、使用壽命(mìng)縮短、不穩定性(xìng)以及(jí)可能發生的熱失(shī)控。
鋰電池,鉛酸蓄(xù)電池,燃料電池,鎘鎳電池,鎳氫電池,幹電池這些電池有很大的區別
那麽鋰電池中鋰離子是(shì)如何發生熱失控的呢?如果工具發生強烈的碰撞或高處跌落,電池有(yǒu)可能發生變形;材(cái)料則會滲透到電池裏,引(yǐn)起內部短路或外部短路的現象;再者過度充電或快(kuài)速充電時電流過大,極其有可能會永久損壞(huài)電池。
邦力威鋰電池容(róng)量可以根據用戶的(de)要求加工
熱失控發生後就猶如(rú)多米諾(nuò)骨牌效應一樣,電池中儲存的能量會突然釋放,從而產生火災。另外(wài)電池數量越(yuè)多、能量(liàng)密度越高、充放(fàng)電功率越大,就意味著發生起火故障的概率(lǜ)就越高。

為了確保把熱失控的風險降到最低,伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校研究人員發布了一份研(yán)究報(bào)告,報告中表明,石墨烯材料可(kě)以從(cóng)鋰離子電池著火時吸走氧氣,可以防止陰(yīn)極釋放的氧氣與電池內其他易燃品相結合,從(cóng)而降低起火風險,減少事故損(sǔn)失。

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