AkbInfo.ru
информационный сайт об аккумуляторах
Вконтакте Facebook Twitter Канал Youtube
Сервис подбора стартерных аккумуляторов по марке автомобиля

Алексей Прохоров
25 октября 2021, Понедельник в 10:17:03
0
комментариев

Найдено оптимальное давление для улучшения характеристик литий-металлических батарей

Группа учёных химиков и материаловедов смогла определить оптимальное давление, которому должны подвергаться литий-металлические аккумуляторы (LMB) во время работы, чтобы обеспечить оптимальную производительность. В команду исследователей вошли специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета штата Мичиган, Национальной лаборатории Айдахо и Центра исследований и разработок General Motors. Выводы по результатам проведённой работы были опубликованы в журнале Nature Energy.

Исследования величины давления для оптимальной работы литий-металлических батарей


Конечной целью ряда исследований LMB является получение образцов аккумуляторов для серийного производства и их коммерциализация. Эта электрохимическая система позволит в два раза повысить энергетическую ёмкость по сравнению с современными литий ионными аккумуляторными батареями при сохранении тех же габаритов и массы. Для электромобилей такие аккумуляторы означают в два раза больший запас хода.

Пока литий-металлические аккумуляторы являются не жизнеспособными для использования их в качестве источников питания электромобилей и даже электроники. Проблемой является небольшой срок службы, а также низкая степень безопасности (могут возникать короткие замыкания из-за роста дендритов лития). Одним из направлений работы по устранению этих недостатков является использование давления при работе таких аккумуляторов. Исследователи заметили, что обеспечение давления на LMB при циклировании (заряд-разряд) повышает стабильность их работы, увеличивает производительность и повышает срок службы. Пока причины этого явления исследователям выяснить не удалось.

Как заявила профессор кафедры инжиниринга Калифорнийского университета в Сан-Диего Ширли Мэн (Shirley Meng), им удалось ответить на этот научный вопрос и предложить новые протоколы тестирования для получения максимальной производительности LMB. В отчёте о проведённом исследовании на Nature Energy специалисты пишут об использовании нескольких методов визуализации для изучения морфологии и количественной оценки производительности LMB. Для сравнения показатели снимались при разном значении давления, которому подвергались аккумуляторы.

Специалистам удалось обнаружить, что более высокое давление заставляют частицы лития осаждаться в виде сплошных аккуратных слоёв без с пористого пространства внутри. Для получения такого результата было использовано давление 3,5 атмосферы. При низком давлении материал получался пористым, а частицы лития осаждались беспорядочно, что оставляло пространство для роста дендритов.

Исследователям также удалось показать, что данный процесс не влияет на межфазную структуру электролитов (SEI) аккумуляторов. Отмечается, что для использования новой технологии потребуется переоборудование производственных мощностей для LMB.

В качестве ещё одного способа повышения производительности литий-металлических аккумуляторов может быть использована их не полная разрядка при циклировании. По мнению исследователей, это поддерживает резервуар с литием, где может произойти повторная кристаллизация. Выводы, сделанные учёными, были подтверждены в центре исследований и разработок General Motors, который расположен в Мичигане.

Сотрудники Национальной лаборатории Айдахо использовали моделирование молекулярной динамики, чтобы оценить диапазон давления, который использовался при проведении данной работы. Он оказался намного меньше, чем специалисты прогнозировали на основе макроскопических механических моделей.

Один из авторов исследования — доктор Чэнчэн Фан (Chengcheng Fang) сказала, что исследовательские институты должны продолжать сотрудничество с отраслевыми партнёрами и национальными лабораториями с целью решения практических проблем в сфере литий-металлических аккумуляторов. В этом исследовании принимали участие следующие специалисты: Minghao Zhang, Chengcheng Fang, Y. Shirley Meng, Bingyu Lu, Miguel Ceja, Jean-Marie Doux, Diyi Cheng.

Оцените статью!
ОтвратительноПлохоТак себеХорошоЗамечательно (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *




Вы находитесь: Главная Новости Исследования величины давления для оптимальной работы литий-металлических батарей
Подписка
Введите Ваш email
 
Поставьте эту галочку, если хотите отписаться от рассылки.
Внимание! Отправляя email для подписки, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Рассылка приходит раз в месяц и содержит последние материалы на сайте, которые могут быть вам интересны. Если Вы хотите отписаться от рассылки, то ведите email и поставьте галочку при отправке формы.
© 2015 - 2021 Информационный сайт об аккумуляторах Akbinfo.ru
Копирование материалов разрешено только при установке активной ссылки на наш сайт!!!