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  • 关于锂离子电池对正极材料的要求分析,你知道有哪些吗?

    关于锂离子电池对正极材料的要求分析,你知道有哪些吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如锂离子电池正极材料。锂离子电池的重要部件有正极、负极、电解液、隔膜等,锂离子能量的存储和释放是以电极材料的氧化还原反应形式实现的,正极活性物质是锂离子电池最为关键的核心材料。 经过近30年的快速发展,正极材料包括氧化钴锂,锰酸锂,氧化镍镍钴(LiNi1-xCoxO2,也称为NC),锰酸锂镍钴,铝酸锂镍钴,磷酸铁锂等。工业化,并已扩展到可在许多领域中使用。随着对新能源汽车高能密度正极材料的需求,锂镍钴锰氧化物三元材料已成为最重要的正极材料,并且占正极材料的比重最大。 1.正极材料的主要元素含量:锂离子电池中的正极材料是含有锂的氧化物。通常,锂含量越高,容量越高。例如,锰酸锂的Li含量仅为4.2%,而钴酸锂和镍酸锂的含量约为7.1%,而富锂的锰碱的含量约为10%。如果材料成分固定,则应以实际测试平均值加公差的形式给出主要元素的含量,以实现相应的电化学活性并保持批次之间的稳定性。锂离子电池中的正极材料都是含锂的氧化物。通常,锂含量越高,容量越高。 2.正极材料的晶体结构:锂离子电池正极材料的晶体结构主要分为三类:α-NaFeO2层状,橄榄石型和尖晶石型。 在正极材料中,LiCoO2的纯相更易于制备,并且产物具有α-NaFeO2的层状结构,与美国粉末衍射标准联合委员会发布的证卡50-0653#相对应。 LiMn2O4的纯相较易获得,且产物具有尖晶石。立方结构,对应JCPDS5-0782#卡; LiFePO4必须在惰性气氛中制备,因为其Fe为+2,并且产品具有橄榄石结构,对应于JCPDS83-2092#卡。 3.正极材料的粒径分布:正极材料的粒径将直接影响电池浆料和极靴的制备。通常,大粒径材料的浆料具有低粘度和良好的流动性,并且可以使用较少的溶剂和较高的固体含量。正极材料的粒径通常通过激光粒径分析仪测定,将粒径分布曲线中的累积分布为50%时的最大粒径的当量直径D50作为平均粒径。正极材料的粒度和分布与前体,烧结和压碎过程密切相关。通常,它应该显示正态分布。钴酸锂一般以四氧化钴和碳酸锂为原料制备,其烧结性能非常好。它可以通过控制关键因素(例如Li / Co,烧结温度和加热速率)来生长,因此对原材料的需求较低。 4.正极材料的密度:锂离子电池的体积能量密度在很大程度上取决于活性材料的密度。正极材料的密度与其中所含元素的原子量,晶体排列方式,结晶度,球形度,粒径和分布,密度等密切相关,并受制备过程的影响。正极材料的密度分为疏松堆积密度,振实密度,粉末压实密度,极靴压实密度,理论密度等。 5.正极材料的比表面积:当正极的比表面积较大时,电池的倍率特性较好,但通常更容易与电解质反应,这使得周期和存储更糟。正极材料的比表面积与粒径和分布,表面孔隙率和表面涂层密切相关。在锂钴氧化物体系中,具有小颗粒的速率型产物对应于最大的比表面积。由于磷酸锂铁的导电性差,因此将颗粒设计为纳米聚集体的形式,并且表面覆盖有无定形碳,从而在所有正极材料中获得了最高的比表面积。 6.正极材料的水分含量:正极材料的水分含量与其比表面积,粒度和分布,表面孔隙率以及表面涂层密切相关。水分含量对电池打浆有很大的影响。通常,正极浆料主要使用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘合剂,并且使用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂。在该有机体系中,分子量大的PVDF没有完全溶解,而是以溶胶的形式存在。当正极材料的水分和残留碱含量高时,有机溶胶体系将被破坏,PVDF与NMP分离,浆料的粘度将急剧增加,甚至出现胶冻。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-05-05 关键词: 锂离子电池 正极材料 电解液

  • 简单分析锂离子电池电解液技术的未来的发展趋势

    简单分析锂离子电池电解液技术的未来的发展趋势

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如锂电池电解液。 锂电池电解液是不可忽视的一个方面,毕竟占据电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。电解液是锂电池四大关键材料正极、负极、隔膜、电解液之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。 电解液是电池正负极之间起传导用途的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成,在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。锂离子电池由外壳、正极、负极、电解液和隔膜组成,其中电极材料无疑是大家关注和研究的焦点。但与此同时,电解液也是不可忽视的一个方面,毕竟占据电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。 电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好,有爆炸的危险,日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好,无爆炸危险,适用性强,特别是用六氟磷酸锂制成的电池,除上述优点外,将来废弃电池的处理工作相对简单,对生态环境友好,因此该类电解质的市场前景十分广泛。 大功率电解液:目前,商用锂电子电池难以实现高速率连续放电。重要的原因是电池接线片会产生严重的热量,并且内部电阻会导致电池的整体温度过高,从而容易导致热失控。因此,电解质应能够防止电池在保持高电导率的同时过快升温。对于动力锂电池,实现快速充电也是电解质发展的重要方向。 宽温度电解质:高温下电池容易分解电解质,并加剧材料与电解质零件之间的副反应;在低温下,可能会出现电解质盐沉淀,并且SEI膜的负阻抗会翻倍。所谓宽温度电解液就是要使电池具有更宽的工作环境。 安全电解液:电池的安全性在燃烧甚至爆炸中很重要。首先,电池本身是易燃的。因此,当电池过度充电,过度放电,短路时,温度过高可能会导致安全事故。因此,阻燃剂是安全电解质研究的重要方向。通过向常规电解质中添加阻燃添加剂来获得阻燃功能。通常,使用磷基或卤素基阻燃剂。要求阻燃添加剂的价格合理,并且不会损害电解质的性能。此外,使用室温离子液体作为电解质也进入了研究阶段,这将完全消除电池中易燃有机溶剂的使用。另外,离子液体具有极低的蒸气压,良好的热/化学稳定性和不燃性的特征,这将大大提高锂离子电池的安全性。 长周期电解液:由于目前锂离子电池的回收利用,特别是动力锂电池的回收利用,仍然存在较大的技术难度,因此延长电池寿命是缓解这种情况的一种方法。长周期电解质的研究思路有两个重点。一种是电解质的稳定性,包括热稳定性,化学稳定性和电压稳定性。另一个是与其他材料的稳定性,这要求与电极形成稳定的膜。隔膜不会氧化,集电器也不会腐蚀。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-05-03 关键词: 高功率型电解液 锂离子电池 电解液

  • 关于锂电池内阻的特性以及原理分析,你了解吗?

    关于锂电池内阻的特性以及原理分析,你了解吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池内阻。电池的内阻是蓄电池最重要的特性参数之一,它是表征电池寿命及电池运行状态的重要参数,是衡量电子和离子在电极内传输难易程度的重要标志。内阻还反映了电池的健康状态。电池出厂时的内阻很小,但经过长期充放电后,由于电池内部电解液的损耗,以及电池内部化学物质活性的降低,会使内阻逐渐新增,电解质会在多次充放电中逐步变性,内阻新增,直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来,此时电池老化,相对的电池容量也会下降。 锂离子电池内阻不是定值,它跟锂离子电池的工作状态有关,包括欧姆内阻和极化内阻这两部分。 1)欧姆内阻 欧姆内阻是锂离子电池的固有电阻,即直流内阻,可以认为在一定的SOC状态下是固定的。它主要由电极材料,电解质,隔膜的电阻以及材料其他部分的内阻组成。 该图示出了处于特定SOC状态的锂离子电池的放电过程。当锂离子电池开始放电时,欧姆内阻将在锂离子电池的两端出现瞬时电压降ΔU1。该电压降会持续很短的时间(2ms以内)。因此,需要对锂离子电池的动态内阻进行更多的测试。响应时间短。短时间后,锂离子电池的极化将起作用。锂离子电池两端的电压降主要是由极化内阻引起的。在充电过程中,欧姆内阻还会引起锂离子电池两端的瞬时电压上升。变化后,极化内阻起着作用。 2)极化内阻 放电后短时间内锂离子电池的电压降是由欧姆内阻引起的,其后的电压降主要是由极化引起的。由于锂离子电池的内部化学反应,极化使用和电池SOC状态变化将导致电池输出电压下降,但这种变化缓慢,这不同于欧姆内阻引起的电池两端电压的瞬时下降。此时的内部电阻是由锂离子电池的化学反应中的离子浓度引起的,这称为极化内部电阻。内阻随着反应的进行而变化,其大小与检测时间和电流强度有关。放电过程中电压在10-20s内持续缓慢下降,充电过程20s之后的电压持续缓慢上升都是由极化内阻引起的。 内阻影响因素 锂离子电池的交流和直流内部电阻与温度有着明显的反比关系,即温度下降时内部电阻会升高,并表现出典型的非线性特性。在实际应用过程中,应防止锂离子电池在低温环境下充放电,特别是低温充电对电池性能影响很大。 锂离子电池在不同SOC状态下的直流内阻呈现出放电深度越大,直流内阻越大的趋势。由图可知,处于不同SOC状态的锂离子电池的交流内阻非常接近,可以认为锂离子电池AC的内阻不随SOC的变化而变化。锂离子电池在不同SOC状态下的交流内阻基本没有变化,因此在应用过程中仅需研究不同SOC状态下的直流内阻值即可。 锂电池内阻特性 随着锂电池的使用,电池性能持续下降,主要是由于容量下降,内部电阻增加,功率下降等。电池内部电阻的变化受温度和放电深度等各种使用条件的影响。内阻是评估锂电池性能的重要指标之一。对于大型锂电池组应用,例如电动汽车的电源系统,由于测试设备的局限性,不可能或不方便直接测试交流内阻。通常,电池组的特性由直流内部电阻评估。在实际应用中,DC内部电阻还用于评估电池的健康状况,预测寿命以及评估系统SOC,输出/输入能力等。 由于制造工艺不同,每个锂电池制造商生产的同一型号电池的内阻差异很大。即使电池是由相同的制造商,相同的材料,相同的工艺,相同的材料和相同的批次生产的,电池的内阻也有很大的不同。本文只能带领大家对锂离子电池内阻有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-05-02 关键词: 锂电池 内阻 电解液

  • 你知道电解液对锂硫电池的性能的影响有哪些吗?

    你知道电解液对锂硫电池的性能的影响有哪些吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂硫电池。锂硫电池的性能受电解液的影响吗?电解液是锂硫电池的重要组成部分,锂硫电池充放电时产生的多硫化锂易溶于电解液,导致活性物质减少,电池的循环性能变差,容量衰减。锂硫电池电解质盐要具备化学、电化学稳定性和较高的电导率,而电解液溶剂要具备较小的粘度以减小反应电阻,并具有较强抑制多硫化物溶解的能力阻止活性物质的损失,提高电池的循环性能。 锂硫电池的性能受电解液的影响吗? 目前,锂硫电池被越来越广泛地使用,但是有时其循环稳定性不能令人满意。在对其电解质成分进行研究之后,科学家终于找到了解决该问题的方法。为了确定电解质对锂硫电池的影响,研究团队使用LiTFSI和LiFSI进行了相关实验。 LiTFSI和LiFSI是两种非常相似的电解质,除了LiFSI含有比LiTFSI少的碳和氟。他们使用环境分子实验室中的设备连续测试电池的充电和放电能量,最后对电极进行了调查和分析。 他们发现,在使用LiTFSI作为电解质的锂硫电池中,锂原子被硫原子束缚,在电极表面形成硫化锂(LiSx)。当LiFSI用作电解质时,形成硫酸锂(LiSO x)。通过计算两种锂化合物的结合气密性,他们发现硫化锂很容易破裂而释放出锂。但是,硫酸锂难以分离,因此,硫酸锂中的氧元素是元凶。 对于诸如锂硫电池之类的液相电化学系统,除了电解质的类型之外,电解质的量还将对电池性能产生重要影响。尤其是硫正电极与电解质的比例,这是因为一方面降低电解质与正电极的质量比可以减弱可溶性多硫化物离子的不利影响,但另一方面,它会增加多硫化物的粘度离子溶液,产生导电性。随着电费率和其他特性的降低,最佳的电解质与正质量之比是,可溶性多硫化物离子可以自由地从正极区域中迁移出来。此时,电压滞后仅发生在第一轮放电期间。 锂硫电池的介绍 锂硫电池的理论比能为2600WH / KG,被认为是继锂离子电池之后最接近高比能二次电池系统商业化的产品。基于锂硫电池的液体反应类型,一方面,锂硫电池不可避免地需要溶解多硫化物离子,另一方面,活性物质利用率低和循环性能差是制约锂硫电池使用的关键因素。锂硫电池的发展。这些与所用电解质的组成密切相关,并且从电解质的角度来看,改善高比能锂硫电池的性能显然更有效。 尽管与锂空气电池相比,锂硫电池的能量密度略低,但在使用过程中不受空气中水,二氧化碳和其他活性成分的影响,生产过程与锂离子电池相似电池,因此它们具有更大的研发价值。更重要的是,锂硫电池的正极活性材料(元素硫)价格便宜,来源广泛且对环境友好,使其成为继锂离子电池之后最有前途的储能系统之一。 锂硫电池的问题和缺点 1.循环寿命短:多硫化锂飞梭,多硫化锂歧化,电解质分解,金属枝晶锂粉等问题。 2.导电性差:硫作为非导电性物质,导电性很差,不利于电池的高倍率性能。 3,性能低下:不能满足大规模工业发展的要求。 4.稳定性差:在充放电过程中,硫的体积会大大膨胀和收缩,巨大的体积变化会破坏电极结构。 5.硫和硫化锂的密度分别为2.07和1.66gcm-3,在充放电过程中体积膨胀/收缩率高达79%,膨胀会导致容量衰减 为了解决多硫化锂在锂硫电池中的溶解和电池循环性能差的问题,研究小组将电解质中的阳离子引入到多硫化物离子中,从而有效地提高了多硫化锂在电解质中的稳定性。 使用锂硫电池电解质的锂硫电池具有高达300Wh / kg的能量,并且具有超过100次的稳定循环,并且容量保持率约为70%。主要采取固体电解质,凝胶电解质或在电解液中添加LiNO3离子液体等措施,以提高活性物质硫的利用率,从而达到提高锂硫电池循环性能的目的。

    时间:2021-05-01 关键词: 锂硫电池 硫正极 电解液

  • 关于动力锂离子电池技术的发展前景分析,你了解吗?

    关于动力锂离子电池技术的发展前景分析,你了解吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的动力锂离子电池吗?随着动力锂离子电池的出现,新能源清洁能源已成为大势所趋,电池技术也朝着新材料和清洁能源的方向发展,并取得了重大突破。但是,很少有商业应用。重要的原因是它不能满足低需求。因此,在成本和多容量承诺方面,目前电动汽车电池的研究仍集中在锂离子电池上,其次是铅酸电池,镍氢电池和钠电池,在数量上排名前两位。 动力锂离子电池具有高能量密度和长寿命的优点,使其成为最实用,最有价值的新能源电动汽车电池候选产品。在动力锂离子电池的生产过程中,其相关指标(安全性,容量,内阻,循环寿命等)是相互矛盾的。因此,电池生产需要在组装技术,电池系统分组技术和管理技术的协调下,考虑电极材料,电解质和隔膜的性能,以使电池的相关性最大化。发挥协同效应。 特别是特斯拉和松下之间的紧密合作并没有刻意改变电池材料,也就是说,仍然使用锂离子电池。只有提高效率和提高产量,才能根据汽车的需求对电池进行优化。这表明制造业与工程技术的紧密结合是电池技术商业化应用的一种可行方式。但是,锂离子电池的发展空间有限,生产成本也很高。锂离子电池的使用和回收将带来环境污染。此外,锂矿山(如使用锂离子电池的电动汽车)的不均匀分布仍将受到限制。 可用于动力电池的负极材料包括石墨,硬/软碳和合金材料。石墨是目前广泛使用的负极材料,其可逆容量已达到360mA·h / g。非晶态硬碳或软碳可以满足电池更高速率和更低温度应用的需求,并且已经开始应用,但它们主要与石墨混合。钛酸锂负极材料具有最佳的倍率性能和循环性能,并且适用于大电流快速充电电池,但是制得的电池具有较低的比能量和较高的成本。纳米硅是在1990年代提出的,可用于大容量阳极。通过少量的纳米硅掺杂来提高碳阳极材料的容量是当前研究和开发的热点。具有少量纳米硅或氧化硅的阳极材料已开始进入小批量生产。在应用阶段,可逆容量达到450mA·h / g。但是,由于锂在插入硅中后体积膨胀,因此在实际使用中循环寿命会降低的问题需要进一步解决。 电解质连接锂离子电池组件中的正极和负极材料,同时又是锂离子传输的载体,这是高电压和高比能电池的关键。 2017年,我国电解液产量为10.2万吨,同比增长15.38%。电解质由溶剂,电解质(锂盐)和添加剂组成。该溶剂具有高介电常数,低粘度,高纯度和良好的吸湿性的特征,其可以容易地提高电解质的电导率。 凭借其优异的机械性能,良好的电化学稳定性和相对便宜的特性,聚烯烃微孔膜目前是锂离子电池隔膜市场的主要品种。包括聚乙烯(PE)单层薄膜,聚丙烯(PP)单层薄膜和PP / PE / PP三层复合微孔薄膜。国内有许多使用干法生产的制造商,并且许多公司已批量生产湿法PE隔膜。随着陶瓷涂层技术的发展,高温高压隔膜将成为未来研究和发展的方向。 为了驾驶电动汽车,需要大量的电池单元。电池块串联连接以形成电池片。电池片形成电池组,将电池组组装成三层,从而形成可以为汽车供电的电池系统。但是,大量电池单元的组合会加剧其短路,热稳定性差且安全系数低,因此有必要为每个级别的电池单元,电池砖和电池片安装保险丝,以防止出现这种情况。电池系统过热或过大电流。 从商用锂离子动力电池系统的角度来看,关键核心技术包括电池组技术(集成电池组,热管理,碰撞安全,电气安全等),电池管理系统(BMS)电磁兼容技术和信号准确性测量(例如电池电压,电流等)技术,电池状态的准确估计,电池平衡控制技术等。以上就是动力锂离子电池的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-04-30 关键词: 动力锂离子电池 正极材料 电解液

  • 关于钛酸锂离子电池的特点以及发展趋势分析,你了解吗?

    关于钛酸锂离子电池的特点以及发展趋势分析,你了解吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如钛酸锂离子电池。钛酸锂离子电池技术:它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。它是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。 钛酸锂由于具有高安全性,高稳定性,长寿命和环保的特点。在储能领域,钛酸锂电池技术具有充电快,寿命长和耐低温的优点。它特别适用于固定里程或固定线路的公交车,终点站拖车和其他车辆。钛酸锂电池仍不是电池技术的主流。目前,国内汽车制造商使用三元锂离子电池和磷酸铁锂电池。 由于钛酸锂负极材料具有较高的锂插入电势,因此可以防止在充电过程中金属锂的形成和沉淀,并且由于其平衡电势高于大多数电解质溶剂的还原电势,因此它不会与电解质发生反应并且不会形成固体。液体界面上的钝化膜可防止发生许多副反应,从而大大提高了安全性。储能电站与电动汽车相同,安全性和稳定性是最重要的指标。 钛酸锂材料的生产原则上钛酸锂材料的生产并不复杂。然而,要用作锂离子电池的负极材料,该材料不仅必须具有合适的比表面积,粒径,密度和电化学性能,而且还必须能够适应大规模锂离子电池。电池生产过程。在许多传统的锂电池生产线上无法正常生产钛酸锂材料的原因之一是该材料的pH值为11或12,这是极易吸湿的。 钛酸锂电池具有体积小,重量轻,能量密度高,密封性能好,无泄漏,无记忆效应,自放电率低,充放电快,循环寿命长,工作环境温度范围宽,安全等优点。以及稳定的绿色环保等特点,因此在通信电源领域具有非常广阔的应用前景。当钛酸锂电池用作负极材料时,电位平台高达1.55V,比传统的石墨负极材料高1V以上。尽管损失了一些能量密度,但这也意味着电池更安全。 钛酸锂电池的生产。实际上,直接使用常规锂离子电池生产线生产钛酸锂电池产品并不像仅用钛酸锂材料代替石墨那样简单。因为钛酸锂材料比常规锂离子电池生产具有更高的湿度要求。为了控制湿度,需要对一些制备工艺进行相应调整,以满足生产钛酸锂电池产品的特殊要求。另外,一些生产设备需要相应地改进。如果可能的话,最好重新设计紧凑,紧凑和全封闭的钛酸锂电池产品的自动化生产线。 与传统锂离子电池普遍采用的石墨材料相比,钛酸锂材料在充放电嵌脱锂过程中,骨架结构几乎不发生收缩或膨胀,被称为零应变材料,防止了一般电极材料脱/嵌锂离子时晶胞体积应变而造成的电极结构损坏的问题,因而具有非常优异的循环性能。根据实验数据测定,普通磷酸铁锂离子电池循环寿命平均为40006000次,而钛酸锂离子电池的循环寿命可达25000次以上。 近10多年来,国内外对钛酸锂离子电池技术的研究可谓是风起云涌。其产业链可分为钛酸锂材料制备、钛酸锂离子电池生产与钛酸锂离子电池系统的集成及其在电动汽车及储能市场的应用。国际上对钛酸锂材料研究及产业化方面的有美国奥钛纳米科技公司、日本石原产业株式会社、英国庄信万丰公司等。其中美国奥钛生产的钛酸锂材料无论在倍率、安全性、长寿命及高低温等方面性能优异。但是由于生产方法过于冗长精细导致生产成本偏高,使其在商业化推广上难度较大。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-04-30 关键词: 隔膜 钛酸锂离子电池 电解液

  • 关于镍氢电池的发展现状分析以及回收技术解析

    关于镍氢电池的发展现状分析以及回收技术解析

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的镍氢电池,那么接下来让小编带领大家一起学习镍氢电池。由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少,近年来,氢能源的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。 虽然镍氢电池确实是一种性能良好的蓄电池,但航天用镍氢电池是高压镍氢电池(氢压可达3.92MPa,即40kg/cm2),这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内使用容易爆炸,而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂,使它的成本变得很贵,这就很难为民用所接受,镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。 镍氢电池无“记忆效应”,但在使用过程中,有自放电现象。正常使用情况下,其电量的流失量为每天1%~3%,充满电的镍氢电池,放置几星期后再使用,就必须重新充电。由于镍氢电池无“记忆效应”,所以在开始为它充电前不需做放电处理,可以随用随充,在任一点充电。 镍氢电池已经是一种成熟的产品,目前国际市场上年生产镍氢电池数量约7亿只,日本镍氢电池产业规模和产量一直高居各国前列,美国和德国仅此于日本,在镍氢电池领域也开发和研制多年。我国制造镍氢电池原材料的稀土金属资源丰富,已经探明储量占世界已经探明总储量的80%以上。目前国内研制开发的镍氢电池原材料加工技术也日趋成熟。 镍氢电池充电、放电比较随便,即使过充电也不会造成电池永久性损伤,电池放电到0V以后再充电,仍然能够恢复镍氢电池的容量。由于镍氢电池含镉成分极微,甚至不含镉成分,不会污染环境,所以镍氢电池也叫环保电池或“绿色电池”。现有很多国家都投巨资兴建镍氢电池生产线。 镍氢电池可以和锌锰电池、镉镍电池互换使用,今后圆形电池主要朝着产品规格的多样性和商业化方面发展,而方形电池的发展重点是作为动力车的动力源。镍氢电池(Ni-MHBatteries)作为早期的镍镉电池的替代产品,它是目前最环保的电池,不再使用有毒的镉,可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有较大的能量密度比,这意味着可以在不为数码设备增加额外重量的情况下,使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间。 处理废旧镍氢电池电池的技术重要包含湿法冶金、火法冶金、生物冶金以及废旧镍氢电池直接再生技术等,火法冶金技术是一种理想的处理废旧电池的方法,它是利用废旧镍氢电池中各个金属在熔点与沸点上的差异性,来将废旧电池进行加温、分离处理,以使电池中的化合物及金属进行氧化、还原、分解和冷凝,进而达到回收金属的目的。 废旧镍氢电池直接再生技术既是利用含有镍离子的浓硫酸来对电池内部进行清理,并在保持一定温度的基础上对电池进行充电,以让废旧电池隔膜的亲水性以及正负极的容量得到有效恢复,进而实现对镍氢电池的再生。 湿法冶金技术通过利用镍氢电池内部各种化合物及金属能够溶解于酸、溶液中的特性,来将其进行溶解以促使其形成离子溶液,并运用化学沉淀、置换以及选择性浸出等回收方式对其中的有价金属进行回收的一种技术。生物冶金技术是利用嗜酸微生物及其代谢物的直接用途或间接用途,出现氧化、还原、结合、吸附或溶解用途,并将其中的不溶性成分进行分离与浸提。 相信通过阅读上面的内容,大家对镍氢电池有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-04-21 关键词: 镍氢电池 储氢合金 电解液

  • 有关锂离子电池电解液的发展现状以及发展趋势分析

    有关锂离子电池电解液的发展现状以及发展趋势分析

    随着社会的快速发展,我们的锂离子电池电解液也在快速发展,那么你知道锂离子电池电解液的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。近年来,人类对诸如太阳能,风能,潮汐能和地热能等清洁可持续能源的研究不断深入,相关的采矿和转化技术也在不断进步。但是,我们都知道这些能源要么是间歇性的,要么受到地区的严格限制。因此,相关的储能技术应运而生。其中,锂离子电池作为现有能量存储技术的重要组成部分,正变得越来越流行。 众所周知,锂离子电池的主要成分包括四个方面:正极材料,负极材料,电解质和隔膜。作为锂离子电池的重要组成部分,电解质在改善锂离子电池的循环性能和能量密度方面起着不可替代的作用,从而进一步提高了电动汽车的续航里程。锂离子电池的能量密度取决于电池的电压和容量。为了增加电池的能量密度,除了增加正极材料和负极材料的容量外,另一种方法是增加电池的工作电压。高压性能也提出了新的技术要求。锂离子电池的电解质成分通常包括电解质锂盐,高纯度有机溶剂和某些特定的添加剂成分。 电解质应用技术的发展侧重于提高支持电池的能量密度并改善现有系统的性能。因此,根据电池的未来发展趋势,列出了需要解决的一系列问题,例如如何组合高压和高能量密度的电解质。每个公司都有不同的解决方案。当前的解决方案是添加添加剂并添加一些新型溶剂。 有机液体电解质:碳酸盐有机液体是锂盐的良好溶剂,其氧化电势为4.7V,还原电势约为1.0V(本文中的电压值均与锂电势有关);另外,碳酸盐的粘度相对较低,锂离子迁移的活化能也较低。因此,最常用的电解质是碳酸盐及其混合物,包括PC,EC,DEC,DMC,EMC等。 高比能电解质:追求高比能是目前锂离子电池的最大研究方向,特别是当移动设备在人们的生活中占有越来越大的比例时,电池寿命已成为电池最关键的性能。 离子液体:最近,室温离子液体被认为是锂离子电池电解质的替代品,因为室温离子液体具有高氧化电位(约5.3V),不易燃,蒸气压低,热稳定性更好,并具有无毒,高沸点,高锂盐溶解度等优点。然而,离子液体的高粘度削弱了锂离子的迁移能力。 目前,在现有锂盐方面,我们已经研究更多的一些新型锂盐被认为更可靠,但是导电性非常高,并且对电池仍然有一定的腐蚀作用。过去,电解质更能满足3C市场的需求。随着动力锂电池的发展,以前的电解质工厂和电池工厂不能很好地整合,并且包装和运输不能满足现有电池的需求。 尽管电极和电解质的热稳定性可能相对较好,但是电极材料和电解质之间的反应仍可能在正极和负极的电压窗口内发生。除了在较高温度下的化学稳定性外,当负电极电位高于电解质的最低未占据分子轨道或正电极电位低于电解质的最高占有分子轨道时,电解质不应分解。然而,如果正电势和负电势在电解质的电化学窗口之外,则可以通过在电极表面上形成SEI膜来实现动力学稳定性,但这是以容量损失为代价的。 总而言之,锂离子电池电解质的未来发展趋势将是从目前的有机液体电解质向固体电解质的逐步过渡。在此期间,将出现其他系统的各种电解质。电解质的研究和开发不仅要考虑其电化学性能,热力学性能,动力学性能等,还需要考虑相应的正极和负极材料的相容性以及电池的具体应用条件。从而获得各项绩效指标的全面综合提高。 以上就是锂离子电池电解液的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-04-21 关键词: 宽温型电解液 锂离子电池 电解液

  • 关于钛酸锂电池技术的优缺点分析以及发展趋势解析

    关于钛酸锂电池技术的优缺点分析以及发展趋势解析

    随着社会的快速发展,我们的钛酸锂离子电池也在快速发展,那么你知道钛酸锂离子电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。钛酸锂电池具有尖晶石结构独特的三维锂离子扩散通道,并具有优异的功率特性和良好的高低温性能。与碳阳极材料相比,钛酸锂具有更高的电势,这导致通常在电解质表面上生长的固液层(SEI),而在钛酸锂的表面上基本上没有形成碳阳极。更重要的是,在普通电池使用的电压范围内,难以在钛酸锂的表面上生成锂树枝状晶体。这在很大程度上消除了由电池内部的锂枝晶形成的短路的可能性。 因此,在我看到的所有类型的锂电池中,以钛酸锂为负极的锂离子电池的安全性最高。在过去的十年中,国内外对钛酸锂电池技术的研究可谓风起云涌。其产业链可分为钛酸锂材料的制备,钛酸锂电池生产与钛酸锂电池系统的集成以及它们在电动汽车和储能市场中的应用。 钛酸锂电池是用作锂离子电池负极材料的钛酸锂。它可以与锰酸锂,三元材料或磷酸铁锂结合形成一个2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极形成1.5V锂二次电池。由于钛酸锂的高安全性,高稳定性,长寿命和环保特性。钛酸锂材料被广泛用作新能源汽车,电动摩托车以及要求高安全性,高稳定性和长期循环的应用,作为新一代锂离子电池的负极材料。 世界上没有多少可以大量生产钛酸锂电池的制造商,主要以美国奥地利钛纳米技术公司和日本东芝集团为代表。钛酸锂电池的应用市场主要包括电动汽车(公共汽车,轨道交通等),储能市场(调频,电网质量,风电场等)和工业应用。以钛酸锂为负极的新型锂离子电池突破了石墨作为负极的固有局限性,其性能明显优于传统锂离子电池,使其成为最有前途的储能电池之一。 钛酸锂(LTO)材料用作电池中的负极材料。由于其自身的特性,材料和电解质易于相互使用,并且在充放电循环反应期间会发生气体分离。因此,普通的钛酸锂离子电池容易发生胀气,从而导致电池单元膨胀并极大地降低了电功能,这大大缩短了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明,普通钛酸锂电池在约1500-2000次循环后会产生胀气,导致正常运行失败,这也是限制钛酸锂电池大规模使用的重要原因。 因为钛酸锂负极材料具有高的锂插入电势,所以在充电过程中避免了金属锂的产生和沉淀。而且,由于其平衡电位高于大多数电解质溶剂的还原电位,因此它不与电解质反应并且不会形成固体-液体界面上的钝化膜避免了许多副反应的发生,从而大大提高了安全性。充电时间过长一直是电动汽车发展过程中难以克服的障碍。通常,使用慢速充电的纯电动客车,充电时间至少为4小时,许多纯电动乘用车的充电时间长达8小时。钛酸锂电池可以在大约十分钟内充满电,这与传统电池相比具有质的飞跃。 钛酸锂(LTO)电池功能的改进是单个数据功能和各种关键数据的有机整合的改进的概括体现。为了满足快速充电和长使用寿命的要求,除负极材料外,锂离子电池的其他关键材料(包括正极材料,阻挡层和电解液),加上特殊的工程过程经验最终形成了非胀气的钛酸锂LpTO电池产品,并首次完成了在电动公交车上的批量使用。 与传统锂离子电池中常用的石墨材料相比,钛酸锂材料在锂的充放电过程中在骨架结构中几乎不收缩或膨胀。它被称为“零应变”材料,可避免去除一般的电极材料。嵌入锂离子时,由于电池体积应变而导致电极结构损坏的问题,因此具有非常出色的循环性能。根据实验数据,普通磷酸铁锂电池的平均循环寿命是4000-6000倍,而钛酸锂电池的循环寿命可以达到25000倍以上。 以上就是钛酸锂离子电池的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-04-19 关键词: 钛酸锂电池 碳负极 电解液

  • 关于动力锂离子电池组成部分解析,你知道吗?

    关于动力锂离子电池组成部分解析,你知道吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如锂离子电池。 近年来,锂离子电池技术发展迅速,隔膜作为电池中的核心材料之一,决定着锂离子电池的性能,因此隔膜材料及制备技术急需被深入研究。目前,商业化的锂电池隔膜以聚烯烃隔膜为主,制备工艺正从干法向湿法过渡,但是近几年已经发展出了不同材料体系,不同制备工艺的隔膜。随着全球能源危机日益加剧,以及环境问题的凸显,可再生能源取代化石燃料逐渐成为趋势。可再生能源的储存和使用离不开化学电源的发展。 隔膜是锂离子电池的重要组成部分,它位于电池内部正负极之间,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。 电解液,锂离子电池组电解液一般以高介电常数的环形碳酸酯与低介电常数的线性碳酸酯混合。一般来说锂离子电池的电解质应该满足离子电导率高(10-3~10-2S/cm)、电子电导低、电化学窗口宽(0~5V)、热稳定性好(-40~60℃)等要求。六氟磷酸锂及其它新型锂盐、溶剂提纯、电解液配制、功能添加剂技术持续进步,目前的发展方向是进一步提高其工作电压和改善电池高低温性能,安全型离子液体电解液和固体电解质正在研制中。 有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用;常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质;添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。 有机溶剂在使用前必须严格控制质量,如要求纯度在99.9%以上,水分含量必须达到10*l0-6以下。溶剂的纯度与稳定电压之间有密切联系纯度达标的有机溶剂的氧化电位在5V左右,有机溶剂的氧化电位对于研究防止电池过充、安全性有很大意义回。严格控制有机溶剂的水分,对于配制合格电解液有着决定性影响。水分降至10*l0-6之下,能降低LiPF6的分解、减缓SEI膜的分解、防止气涨等。利用分子筛吸附、常压或减压精馏、通入惰性气体的方法,可以使水分含量达到要求。 磷酸锂离子电池组是以磷酸锂离子电池为阴极材料的锂离子电池。其特点不是宝贵的原材料如钴,原材料便宜,磷、铁在地球的资源组成丰富多彩,不易喂养困难。其工作标准适中,公司净重容量大(170mah/g),放电额定功率高,充电快,寿命长,在高温高烧自然环境下可靠性高。 磷酸铁锂离子电池组安全性高、寿命长,目前纳米化的功率型材料和高密度的磷酸锰铁锂材料发展速度较快,高能量型和高功率型材料的性能趋于稳定,成本进一步降低,逐步满足了国内市场需求和现阶段我国新能源汽车推广的要,高电压尖晶石镍锰酸锂和高电压高比容量富锂锰基正极材料仍在研发之中。 在新能源汽车行业,可充电电池通常存在于磷酸锂离子电池组或锂离子电池中,而近年来由希腊空调回收的银龙客车,其竞争优势是独特的钛酸锂离子电池。我国汽车制造商使用更多的锂离子电池,磷酸铁锂离子电池组。钛酸锂离子电池目前尚未工业化。钛酸锂离子电池的钛酸锂含量高(产品成本高,环境湿度控制调节高),每瓦时9元上下,与磷酸铁锂离子电池充电电池、每瓦时3元锂离子电池的差异很大。 钛酸锂离子电池未来的市场将是非常有限的室内空间。钛酸锂离子电池的公司很少,这将导致产业链的整体研发投资减少。在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-04-18 关键词: 隔膜 磷酸铁锂离子电池 电解液

  • 关于锂电池爆炸起火的原因以及一些处理方法,你知道吗?

    关于锂电池爆炸起火的原因以及一些处理方法,你知道吗?

    随着社会的快速发展,我们的锂电池也在快速发展,那么你知道锂电池爆炸起火的原因的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 尽管锂电池通常非常安全,但它们有时仍会着火或爆炸。我们经常看到由锂电池引起的各种安全事故。最令人印象深刻的是锂电池引起的爆炸和着火。锂电池自诞生以来已经发展了十多年。当前市场上的大多数手机还内置锂电池。尽管经过数十年的发展,锂电池仍然不能保证100%的安全性。在环境中,甚至可能发生爆炸。 锂电池是一种小巧轻便的电池,具有足够的功率,在连续充电和放电条件下仍可以正常运行。尽管很少发生事故,但所有事故都是重大事故,或引起火灾和爆炸。锂电池如何燃烧?例如,当锂电池在内部或外部短路时,它将在短时间内释放大量热量,并且温度将急剧上升,从而导致热量失控。然后,该易燃电解质将被点燃,最终导致电池着火或爆炸。 锂的储量极佳。滴流式释放后,它将为您的手机供电一整天。但是当一次全部释放时,电池会爆炸。大多数锂电池起火和爆炸是由短路引起的。当塑料隔板失效时,会发生这种情况,从而使阳极和阴极直接接触。一旦两极融合在一起,电池就会开始过热。 锂离子电池通常含有一个金属线圈和易燃的锂离子液体。微小的金属碎片漂浮在液体之中。电池的内容物处于压力之下,所以如果一块金属碎片刺穿了保持物件分离的隔板时,或者电池被刺穿,那么锂与空气中的水发生剧烈反应所产生的高温,有时会导致锂电池着火。 锂电池爆炸有两个重要原因,一个是短路,另一个是过充电。短路很容易理解,即电池的正负极直接接触。首先,在正常的短时间内,小范围内的短路产生的热量实际上很小,并且不会引起热失控。电池本身的设计中使用了防爆阀,这意味着当电池的内部压力超过一定值时,防爆阀将打开并且热量会迅速消散。第二个是正常使用的电池充电设备具有过充电保护功能,当电池电压达到一定值时,它将停止充电。第三单元的外壳本身是钢外壳,具有良好的保护作用。 锂电池以最小的重量提供高功率输出。电池组设计为轻巧的,这意味着电池和薄型外壳之间的分隔壁很薄。分离器和涂层非常脆弱,可以刺穿。如果电池损坏,则会发生短路。单个火花也可以点燃高活性锂。另一可能性是锂电池可能被加热到热失控点。在此,内含物的热量对电池施加压力,这可能会导致锂电池爆炸。 当锂电池正极部位的负极部位容量不足时,充电时所产生的锂原子无法插入负极石墨的间层结构中,会析在负极的表面,形成结晶。在锂电池中长期形成结晶会导致短路,这时电芯急剧放电,会产生大量的热,烧坏隔膜。高温会使电解液分解成气体,当压力过大时,电芯就会爆炸。 防止锂离子电池着火或爆炸的措施是寻找锂离子电池的热爆炸机理。 锂离子电池的热爆炸机理是:当电池遭受热冲击,过度充电,过度放电,短路,振动,挤压等时。在滥用状态下,活性物质与金属之间会发生化学和电化学反应。 电池内部的电解质会产生大量的热量和气体,从而导致电池发热。 如果锂离子电池内部的发热率大于热量损失率,则系统中的反应温度将继续升高,并且当热量和内部压力累积到一定水平时,将导致电池燃烧或燃烧。 爆炸。 以上就是锂电池的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-02-23 关键词: 锂电池 隔膜 电解液

  • 锂离子电池中占据十分重要位置的电解液发展概况

    锂离子电池中占据十分重要位置的电解液发展概况

    在生活中,您可能接触过各种电子产品,然后您可能不知道其中的某些组件,例如其中可能包含的锂离子电池电解质,然后让编辑带领所有人一起学习锂离子电池电解质。 众所周知,锂离子电池的主要成分包括四个方面:正极材料,负极材料,电解质和隔膜。作为锂离子电池的重要组成部分,电解质在改善锂离子电池的循环性能和能量密度方面起着不可替代的作用,从而进一步扩大了电动汽车的使用寿命。锂离子电池的能量密度取决于电池的电压和容量。为了增加电池的能量密度,除了增加正极材料和负极材料的容量之外,另一种方法是增加电池的工作电压。高压性能也提出了新的技术要求。锂离子电池电解质成分通常包括电解质锂盐,高纯度有机溶剂和具有某些特定成分的添加剂。 但是,在该阶段使用的有机溶剂电解质在电池被外部损坏时非常容易着火和燃烧,甚至发生爆炸事故。这是现阶段锂离子电池生产和使用中的不安全因素之一。为了解决诸如电池安全性的问题,不断地更新电解质。 高比能电解质:追求高比能是目前锂离子电池的最大研究方向,特别是当移动设备在人们的生活中占有越来越大的比例时,电池寿命已成为电池最关键的性能。 有机液体电解质:碳酸盐有机液体是锂盐的良好溶剂,氧化电位为4.7V,还原电位约为1.0V(本文中的电压值相对于锂的电位);另外,碳酸盐的粘度相对较低,用于锂离子迁移的活化能也较低。因此,最常用的电解质是碳酸盐及其混合物,包括PC,EC,DEC,DMC,EMC等。碳材料的电化学势通常高于碳酸盐溶剂的最低未占据分子轨道。为了将碳材料用作负极,通常必须在溶剂中包括EC,因为EC可以在碳负极的表面上形成钝化的SEI膜。这抑制了电解质的分解。 大功率电解液:目前,商用锂离子电池很难实现高速率连续放电。重要的原因是电池接线片会产生严重的热量,并且内阻会导致电池的整体温度过高,从而很容易导致热失控。因此,电解质应能够防止电池在保持高电导率的同时过快升温。对于动力锂电池,快速充电也是电解质发展的重要方向。 最近,由于室温离子液体具有很高的氧化电位(约5.3V),因此人们认为室温离子液体(例如1MLiTFSI / EMI-TFSI,EMIBF4,BMIBF4等)可用来代替锂离子电池电解质。不可燃,蒸气压低。 具有较好的热稳定性,无毒,高沸点,高锂盐溶解度等优点。然而,离子液体的高粘度削弱了锂离子的迁移率。咪唑鎓盐阳离子液体最可能用于锂电池电解质,因为它们在室温下的粘度较低,而锂盐的溶解度较高。然而,当电压低于1.1V时,这种类型的离子液体具有差的稳定性,因此必须添加EC或VC以在碳阳极上形成稳定的SEI膜。 宽温度电解液:电池在高温下容易分解电解液,并加剧了材料与电解液部件之间的副反应。在低温下,可能会发生电解质盐沉淀,并且SEI膜的负阻抗将加倍。所谓宽温度电解液就是使电池具有更宽的工作环境。 固体聚合物电解质:理想的固体电解质可用作正极和负极之间的隔板。同时,当电极材料的体积在电池的充电和放电期间改变时,它可以保持电极/电解质界面之间的良好接触。含锂盐(LiPF6或LiAsF6)的聚环氧乙烷(PEOs)成本低,无毒且化学稳定,但对于动力电池系统,其室温离子电导率较低,约为10-5S / cm。 混合电解质系统:混合电解质根据其各自的优缺点,是有机液体电解质,离子液体,聚合物基电解质和无机固体电解质的组合。包括:聚合物基质+有机液体形成的聚合物凝胶电解质;离子液体+聚合物基础电解质混合而成的离子液体聚合物凝胶;以及具有多种成分的其他复合电解质。 相信通过阅读以上内容,每个人都对锂离子电池电解液有了初步的了解,希望大家在学习过程中进行总结,以不断提高他们的设计水平。

    时间:2021-02-21 关键词: 负极SEI膜 锂离子电池 电解液

  • 关于硅基锂电池负极材料的发展概况,你了解吗?

    关于硅基锂电池负极材料的发展概况,你了解吗?

    随着社会的快速发展,我们的硅基锂电池负极材料也在快速发展,那么你知道硅基锂电池负极材料的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。硅基材料作为锂电池的负极具有容量大,来源广泛和环境友好的优点。经过20多年的发展,锂电池的能量密度已无法满足各种消费电子设备,尤其是储能设备和电动汽车的能量密度要求。硅和含硅材料的比容量高达4000mAh / g。被认为是有前途的负极材料。 在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,硅会使Si的体积膨胀100%〜300%,这会在材料中引起较大的内应力并破坏材料的结构。电极材料会掉落在铜箔上,而SEI则会掉落在硅表面上。薄膜是连续破碎形成的,这一起降低了电极的导电性和循环稳定性;硅是一种半导体,其电导率比石墨差得多,导致锂离子脱嵌过程中出现很大程度的不可逆性,这进一步降低了其第一库仑效率。因此,有必要解决充放电过程中硅的体积膨胀和初始充放电效率低的问题。 作为主要负极材料,石墨负极材料已被广泛使用,但石墨负极材料的容量已达到360mAh / g,接近理论克容量372mAh / g,难以增加其空间。硅和碳的化学性质相似。硅可以在室温下与锂合金化以形成Li15Si4相。理论比容量高达3572mA·h / g,远高于商品石墨的理论比容量。它在地壳中具有非常丰富的元素储备。由于其低成本和环境友好性,硅阳极材料一直引起研究人员的关注,并且是最有潜力的下一代锂离子电池阳极材料之一。 如今,随着动力电池市场需求的快速增长,它带动了各种上游材料领域的快速发展。同时,业界也对电池材料的性能提出了更高的要求。在负极材料方面,近年来,世界各地的科学家都在尝试开发可以代替石墨的负极材料。硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh / g,这比石墨负极的理论比容量372mAh / g高得多。 ,比石墨负极高出十倍以上,因此受到科研界和制造商的青睐。 尽管近年来硅基负极材料在应用方面已取得了许多改进,但在实际应用中,仍需要石墨材料的配合,这并未完全动摇石墨材料在锂电池负极领域的优势。然而,随着技术的进一步发展,硅基负极材料在循环性能和生产成本方面仍有改进的空间,并有望成为“锂电池负极材料的新大陆”。 目前,硅基负极材料的商业应用还处于起步阶段。主要应用领域是高端3C,电动工具,电动汽车和军用锂电池。随着国家的迫切需求以及高能量密度锂电池的市场需求,硅基负极材料的市场需求将在2020年左右显着增长,市场份额将逐年增加。据估计,到2023年,硅基负极材料的市场份额将达到30%以上。 硅负极的故障很大程度上归因于在锂的插入和去除过程中由于巨大的体积膨胀而引起的硅颗粒的破裂和破裂。为了减少硅阳极的体积膨胀,人们开发了SiOx材料。与纯硅材料相比,其体积膨胀显着降低。其与C的复合材料是一种性能更好的硅阳极材料,在实践中也得到了广泛的应用。硅材料,但是该材料在实际使用中仍然存在硅阳极失效的问题。研究发现,失效与Li +的插入速率和电解质类型密切相关,更重要的是,与Si阳极的微观结构密切相关。 当当前的动力电池正极材料未能取得重大突破时,负极材料的选择已成为决定动力电池能量效率的重要因素。随着新能源汽车对续航里程要求的不断提高,硅基负极材料的高比容量优势将逐渐显现,有望打破锂电池负极材料领域石墨的“主导”格局,而锂电池负极材料市场可能会重新洗牌。以上是对硅基锂电池负极材料相关知识的详细分析。我们需要继续在实践中积累经验,以便我们可以设计更好的产品并更好地发展我们的社会。

    时间:2021-02-20 关键词: 负极材料 硅基锂电池 电解液

  • 你知道锂离子电池电解液有什么作用吗?快来学习

    你知道锂离子电池电解液有什么作用吗?快来学习

    随着社会的快速发展,我们的锂离子电池电解液也在快速发展,那么你知道锂离子电池电解液的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 锂离子电池作为一种便携式储能设备,也广泛用于手机,笔记本电脑,相机,电动自行车,电动汽车等领域。根据中国汽车工程师学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,到2020年,纯电动汽车电池单元的比能量密度将达到350Wh / kg。到2025年将达到400Wh / kg;到2030年,它将达到500Wh。 /公斤。 锂电池电解液是一个不容忽视的方面。毕竟,占电池成本15%的电解质在电池能量密度,功率密度,宽温度应用,循环寿命和安全性能方面确实起着至关重要的作用。电解质是锂电池的四种关键材料之一:正极,负极,隔膜和电解质。它被称为锂离子电池的“血液”。它在电池的正负电极之间传导电子。是获得高电压和高电压的锂电池。保证诸如能量比的优势。 众所周知,锂离子电池的主要成分包括四个方面:正极材料,负极材料,电解质和隔膜。作为锂离子电池的重要组成部分,电解质在改善锂离子电池的循环性能和能量密度方面起着不可替代的作用,从而进一步提高了电动汽车的续航里程。锂离子电池的能量密度取决于电池的电压和容量。为了增加电池的能量密度,除了增加正极材料和负极材料的容量外,另一种方法是增加电池的工作电压。这样,电池会在高工作电压下影响电解液。高压性能也提出了新的技术要求。 电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。 高比能电解质:追求高比能是目前锂离子电池的最大研究方向,特别是当移动设备在人们的生活中占有越来越大的比例时,电池寿命已成为电池最关键的性能。 有机液体电解质:碳酸盐有机液体是锂盐的良好溶剂,其氧化电位为4.7V,还原电位约为1.0V(本文中的电压值均相对于锂的电位);另外,碳酸盐的粘度相对较低,锂离子迁移的活化能也较低。因此,最常用的电解质是碳酸盐及其混合物,包括PC,EC,DEC,DMC,EMC等。 液体电解质:电解质的选择对锂离子电池的性能有很大影响。它必须是化学稳定的,尤其是在更高的电势和更高的温度环境下不易分解,并且具有更高的离子电导率(》 10-3 S / cm),并且必须对阳极和阴极材料呈惰性,并且不能腐蚀它们。由于锂离子电池的高充电和放电电势以及嵌入负极材料中的化学活性锂,因此电解质必须使用有机化合物代替水。 离子液体:近年来,由于室温离子液体具有很高的氧化电位(约5.3),因此人们认为室温离子液体(例如1MLiTFSI / EMI-TFSI,EMIBF4,BMIBF4等)可替代锂离子电池电解质。 V)并且不易燃。蒸气压低,热稳定性更好,无毒,沸点高,锂盐溶解度高等优点。然而,离子液体的高粘度削弱了锂离子的迁移率。 安全电解液:锂离子电池的安全性在燃烧甚至爆炸中都很重要。首先,电池本身是易燃的。因此,当电池过度充电,过度放电,短路时,当外部温度过高时,可能会导致安全事故。因此,阻燃剂是安全电解质研究的重要方向。 固体电解质:直接将金属锂用作负极材料具有较高的可逆容量,其理论容量高达3862mAh·g-1,是石墨材料的十倍以上,且价格较低。它被认为是新一代锂离子电池最具吸引力的负极材料,但它会产生树枝状锂。使用固体电解质作为离子传导可以抑制树枝状锂的生长,使得金属锂可以用作负极材料。 以上就是锂离子电池电解液的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-02-18 关键词: 能量密度 锂离子电池 电解液

  • 锂电池电解液又什么用?锂电池电解液有哪些种类?

    锂电池电解液又什么用?锂电池电解液有哪些种类?

    锂电池是电池种类的一种,在现实生活中,锂电池的应用十分广泛。在往期文章中,小编对锂电池、锂电池保护板等知识均有所解读。为继续增进大家对锂电池的了解程度,本文将对锂电池电解液的作用和锂电池电解液的种类予以介绍。如果你对锂电池具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、锂电池电解液作用 锂电池电解液是不可忽视的一个方面,毕竟占据电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。 电解液是锂电池四大关键材料正极、负极、隔膜、电解液之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。 电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好,有爆炸的危险,日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好,无爆炸危险,适用性强,特别是用六氟磷酸锂制成的电池,除上述优点外,将来废弃电池的处理工作相对简单,对生态环境友好,因此该类电解质的市场前景十分广泛。 电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。 二、锂电池电解液的具备条件 锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。一般作为实用锂离子电池的有机电解液应该具备以下性能: (1)离子电导率高,一般应达到10-3~2*10-3S/cm;锂离子迁移数应接近于1; (2)电化学稳定的电位范围宽;必须有0~5V的电化学稳定窗口; (3)热稳定好,使用温度范围宽; (4)化学性能稳定,与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应; (5)安全低毒,最好能够生物降解。 适合的溶剂需其介电常数高,粘度小,常用的有烷基碳酸盐如PC,EC等极性强,介电常数高,但粘度大,分子间作用力大,锂离于在其中移动速度慢。而线性酯,如DMC(二甲基碳酸盐)、DEC(二乙基碳酸盐)等粘度低,但介电常数也低,因此,为获得具有高离子导电性的溶液,一般都采用PC+DEC,EC+DMC等混合溶剂。这些有机溶剂有一些味道,但总体来说,都是能符合欧盟的RoHS,REACH要求的,是毒害性很小、环保有好性的材料。 目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4,LiPF6,LiAsF6三大类,它们的电导率、热稳定性和耐氧化性次序如下: 电导率:LiAsF6≥LiPF6》LiClO4》LiBF4 热稳定性:LiAsF6》LiBF4》LiPF6 耐氧化性:LiAsF6≥LiPF6≥LiBF4》LiClO4 LiAsF6有非常高的电导率、稳定性和电池充电放电率,但由于砷的毒性限制了它的应用。目前最常用的是LiPF6。 总的来说,锂电池电解液的作用是非常大的,而且它的发展前景也是非常广阔的, 锂电池电解液是电池中离子传输的载体,主要是由高纯度的有机类溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成的,电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂,LiFL6)、必要的添加剂等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。 三、锂电池电解液的种类 1、液体电解液 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大,它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解,具有较高的离子导电率(》10-3 S/cm),而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们。由于锂离子电池充放电电位较高而且阳极材料嵌有化学活性较大的锂,所以电解质必须采用有机化合物而不能含有水。但有机物离子导电率都不好,所以要在有机溶剂中加入可溶解的导电盐以提高离子导电率。目前锂离子电池主要是用液态电解质,其溶剂为无水有机物如EC、PC、DMC、DEC,多数采用混合溶剂,如EC/DMC和PC/DMC等。导电盐有LiClO 4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6等,它们导电率大小依次为LiAsF6》LiPF6》LiClO 4》LiBF6。LiClO4因具有较高的氧化性容易出现爆炸等安全性问题,一般只局限于实验研究中;LiAsF6离子导电率较高易纯化且稳定性较好,但含有有毒的As,使用受到限制;LiBF6化学及热稳定性不好且导电率不高,虽然LiPF6会发生分解反应,但具有较高的离子导电率,因此目前锂离子电池基本上是使用L iPF6。目前商用锂离子电池所用的电解液大部分采用LiPF6的EC/DMC,它具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。 2、固体电解液 用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量,其理论容量高达3862mAh·g-1,是石墨材料的十几倍,价格也较低,被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料,但会产生枝晶锂。采用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的生长,使得金属锂用作阳极材料成为可能。此外使用固体电解质可避免液态电解液漏液的缺点,还可把电池做成更薄(厚度仅为0.1mm)、能量密度更高、体积更小的高能电池。破坏性实验表明固态锂离子电池使用安全性能很高,经钉穿、加热(200℃)、短路和过充(600%)等破坏性实验,液态电解质锂离子电池会发生漏液、爆炸等安全性问题,而固态电池除内温略有升高外(《20℃)并无任何其它安全性问题出现。固体聚合物电解质具有良好的柔韧性、成膜性、稳定性、成本低等特点,既可作为正负电极间隔膜用又可作为传递离子的电解质用。 固体聚合物电解质一般可分为干形固体聚合物电解质(SPE)和凝胶聚合物电解质(GPE)。SPE固体聚合物电解质主要还是基于聚氧化乙烯(PEO),其缺点是离子导电率较低,在100℃下只能达到10-40cm。在SPE中离子传导主要是发生在无定形区,借助聚合物链的移动进行传递迁移。PEO容易结晶是由于其分子链的高规整性,而晶形化会降低离子导电率。因此要想提高离子导电率一方面可通过降低聚合物的结晶度,提高链的可移动性,另一方面可通过提高导电盐在聚合物中的溶解度。利用接枝、嵌段、交联、共聚等手段来破坏高聚物的结晶性能,可明显地提高其离子导电率。此外加入无机复合盐也能提高离子导电率。在固体聚合物电解质中加入高介电常数低相对分子质量的液态有机溶剂如PC则可大大提高导电盐的溶解度,所构成的电解质即为GPE凝胶聚合物电解质,它在室温下具有很高的离子导电率,但在使用过程中会发生析液而失效。凝胶聚合物锂离子电池已经商品化。 以上便是此次小编带来的“锂电池”相关内容,通过本文,希望大家对锂电池电解液的作用和种类具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-02-18 关键词: 锂电池 指数 电解液

  • 现在电池市场中常用的锂离子电池高压电解液有哪些,你知道吗?

    现在电池市场中常用的锂离子电池高压电解液有哪些,你知道吗?

    什么是锂离子电池高压电解液?随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如锂离子电池高压电解液。 锂离子电池的高压阴极数据已成为近年来的研究热点。具有更好的性能,更高的能量和更高的电压的新型锂离子电池的开发是电源领域中的当前研究热点。近年来,以LiNi0.5Mn1.5O4和LiCoPO4为代表的高压正极的数据发展迅速,而支持电解质相对落后。因此,5V电解液系统的研发是迫切需要解决的关键问题。 锂电池使用寿命长,能量密度高,充放电性能稳定。它们已广泛应用于日常电子产品中,并且还是许多大型移动设备的主要候选电源之一。增加电池的工作电压是获得高比能锂电池的有效方法,因此有必要开发一种高压电解质系统。本文将总结几种高压电解液系统。 碳酸盐溶剂:传统的碳酸盐岩石溶剂因其高电导率,锂盐的良好溶解性以及在负极表面形成稳定的固体电解质界面膜(SEI)的能力而一直被认为是一般电解质的最佳选择。 然而,传统碳酸盐在高压电池系统中的适用性不好。这是因为传统的碳酸盐溶剂具有低的氧化电位,并且在高电势的氧化和分解下易于提前侵蚀。另外,锂离子电池的电解质中的水含量被认为是确定电池质量的关键标准。高压电解质对水有更高的要求。如果电解质中的水含量稍高,它将大大降低电解质的电阻氧化性能。 氟碳酸盐:聚氟烷基碳酸酯具有较强的化学稳定性,疏水性和疏油性。它可以在电极表面上形成双层钝化膜,以减少电极表面的降解和电解质的分解。并且,全氟化碳取代基的碳链越长,亲核能力越强,越容易在电极表面上形成钝化膜,但是分子间力将相应地增加,导致粘度增加和导电性降低。 离子液体:离子液体是完全由阳离子和阴离子组成的盐。在室温下为液体,可以导电。离子液体具有低挥发性,低易燃性,高离子电导率和宽的电化学窗口的优点。由于离子液体的这些特性,近年来对离子液体进行了广泛的研究,并将其用作改善高容量和高电压下锂离子电池的电化学和热稳定性的新型电解质。结果表明,与传统的基于lipf6的电解质相比,吡咯-哌啶基二氟甲基磺酰亚胺盐离子液体更适合5V高压电解质数据。 含磷的碳酸盐:向碳酸盐中添加适量的添加剂,例如亚磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯(TTFP):可以在阴极表面形成稳定的CEI钝化膜; TTFP(III)中心的磷原子具有一对孤对电子,这些电子可与含LiPF6的电解质中的PF6-配位,形成稳定的锂盐配合物;磷(III)原子不是处于最高价态,并且容易被氧化形成可溶的磷酸盐化合物,从而有效地抑制了碳酸盐的氧化分解并进一步改善了电池循环性能。 氟溶剂:由于氟原子具有强电负性和弱极性,因此氟溶剂具有较高的电化学稳定性。研究人员研究了一系列氟化有机碳酸酯溶剂,发现氟碳酸盐溶剂中的氟元素显着改善了氟碳酸盐的抗氧化功能。氟化乙烯,碳酸2,2,2-三氟乙基乙酯和碳酸2,2,2-三氟乙基乙酯的氧化电位明显高于碳酸乙酯(EC)和碳酸甲基乙酯的氧化电位。碳酸盐(EMC)和碳酸乙酯(DEC)。但是,随着被氟取代的氢原子数增加,LiPF6在溶剂中的溶解度大大降低。 砜高压电解液:砜有机物的介电常数大于40,低于5.5V处于稳定状态。例如,环丁砜(SL)是具有高介电常数,宽的电化学窗口和强极性的常见溶剂。但是,砜类有机物具有高粘度,高熔点,并且与石墨负极材料的相容性差。通常必须添加添加剂以降低粘度并增加电解质的电导率。因此,提高砜电解质的安全性能和降低砜的粘度仍是研究方向。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-02-05 关键词: 高压 锂离子电池 电解液

  • 你知道当今社会的锂离子电池电解液技术以及它的特点吗?

    你知道当今社会的锂离子电池电解液技术以及它的特点吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池电解液。 国产锂离子电池电解液经过多年发展,已经成为四大材料中技术最为成熟的品种,目前已经大量出口,全球份额占比超过50%。国际大厂的认可,证明国产电解液品质。随着电动汽车需求的启动,研发实力强的电解液龙头公司进入该领域不会太难。此外,电动汽车的普及仍需动力锂电池降价,因此国产电解液替代空间巨大。 近年来,我国领先的电解质企业的制造和研发水平迅速提高,产品质量迅速达到国际先进水平。凭借性价比优势,近年来,我国的锂离子电池电解液在全球市场份额迅速增长,江苏国泰、新宙邦和天津金牛等公司产品已经进入国际市场。电解质在锂电池的正负电极之间传导电子,这保证了锂离子电池可以获得高电压和高比能的优点。它用于能量密度,功率密度,宽温度应用,循环寿命和电池安全性。性能和其他方面起着至关重要的作用。 追求高比能量是锂离子电池的最大研究方向,特别是当移动设备在人们的生活中占有越来越大的比例时,电池寿命已成为电池最关键的功能。高能量密度电池的未来发展必须是高压阳极和硅阳极。负极硅具有巨大的克容量,受到人们的重视。但是,由于其自身的膨胀目的,因此无法使用。近年来,研究方向已经转向具有相对较高的克容量和较小的体积变化的硅碳负极。成膜添加剂在硅碳阳极中具有不同的回收用途。 近年来,已将阻燃溶剂添加到常规电解质中以实现阻燃性,但是这些溶剂不能有效地钝化碳阳极,从而导致电池性能大大降低。尽管所谓的离子液体和固体电解质也是构造安全电池的良好选择,但它们的离子电导率较低,电极/电解质界面接触不良。用高压电解液制成的电池实际上并不完美。它是一种不易燃烧的材料。高压电解液仍然具有自己的特性:即使不添加特别易燃的辅助物质,它也不会在高温环境下燃烧;增强了高压电解质的阳离子与溶剂分子之间的相互作用,降低了溶剂本身的挥发性。 电解质配方专利问题也是困扰中国公司走向国际的重要原因。部分电解液配方专利掌握在三菱和宇部等日本厂商手中,这已成为阻碍我国电解质进入日本市场的主要障碍。目前,目前江苏国泰和新宙邦已经加大配方的研发力度。如果他们能够突破日本的专利封锁并打开日本市场,市场空间将大大增加。考虑到当前全球动力锂离子电池主要在日本生产,打破专利封锁的意义将更加重要。 电池的安全性主要体现在焚烧甚至爆破中。电池本身易燃。因此,当电池过度充电,过度放电,短路,接收外部针,捏合以及外部温度过高时,所有这些都可能导致安全事故。因此,阻燃剂是安全电解质研究的主要方向。通过在常规电解质中添加阻燃添加剂来获得阻燃功能。通常使用磷或卤素阻燃剂。要求阻燃添加剂的价格合理,并且不会损害电解质的功能。此外,使用室温离子液体作为电解质也进入了研究阶段,这将完全消除电池中易燃有机溶剂的使用。另外,离子液体具有极低的蒸气压,良好的热稳定性/化学稳定性和不燃性的特征,这将大大提高锂离子电池的安全性。 由于目前锂离子电池的回收,尤其是动力锂电池的回收还存在较大的技术困难,因此提高电池的寿命是缓解这一现状的一种方式。长循环型电解液的研究思路重要有两点,一是电解液的稳定性,包括热稳定性、化学稳定性、电压稳定性;二是与其他材料的稳定性,要求与电极成膜稳定,与隔膜无氧化,与集流体无腐蚀。 本文只能带领大家对锂离子电池电解液技术有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-01-16 关键词: 电池 锂离子 电解液

  • 关于锂离子电池电解液的作用以及发展概况

    关于锂离子电池电解液的作用以及发展概况

    你知道锂离子电池电解液有什么作用吗?人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池电解液。 锂电池电解液是不可忽视的一个方面,毕竟占据电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。电解液是锂电池四大关键材料正极、负极、隔膜、电解液之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。 锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分组成。电解液是锂离子电池的关键原材料之一,是锂离子电池的血液。而六氟磷酸锂(LIPF6)是锂离子电池电解液的核心材料,俗称锂盐,是性能最好、使用量最多的电解质。 目前,高比能的追求是锂离子电池最大的研究方向。特别是在移动设备在人们生活中所占比例越来越大的情况下,电池寿命已经成为电池最关键的性能。 锂电池电解液是电池中离子传输的载体,主要是由高纯度的有机类溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料组成的,电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂,LiFL6)、必要的添加剂等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。 锂离子电池的安全性重要体现在燃烧甚至爆炸。首先,电池本身是易燃的。因此,当电池过充、过放电或短路时,当电池被外界刺破和挤压时,或当外界温度过高时,都可能造成安全事故。因此,阻燃剂是安全电解液的重要研究方向。 电解质的选用对锂离子电池的性能影响非常大,它必须是化学稳定性能好尤其是在较高的电位下和较高温度环境中不易发生分解,具有较高的离子导电率(》10-3 S/cm),而且对阴阳极材料必须是惰性的、不能侵腐它们。 由于锂离子电池,尤其是动力锂电池在回收方面的技术难题,提高电池寿命是缓解这种情况的一种方法。 用金属锂直接用作阳极材料具有很高的可逆容量,其理论容量高达3862mAh·g-1,是石墨材料的十几倍,价格也较低,被看作新一代锂离子电池最有吸引力的阳极材料,但会产生枝晶锂。采用固体电解质作为离子的传导可抑制枝晶锂的生长,使得金属锂用作阳极材料成为可能。 本文只能带领大家对锂离子电池电解液有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-01-02 关键词: 电池 锂离子 电解液

  • 关于锂离子电池电解液发展趋势分析

    关于锂离子电池电解液发展趋势分析

    什么是锂离子电池电解液?在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的锂离子电池电解液吗? 伴随随着人类对煤炭、石油、天然气等化石燃料的不断开采与消耗,现在已知的化石燃料储量按照现有的消耗速度已经不足以支撑人类使用一百年,而且这些化石燃料的燃烧产生了大量的温室气体导致全球气候变暖,同时排放的氮和硫的氧化物也是导致大气污染的重要原因。那么这就使人们迫切需要寻找到新的清洁能源以支撑人类社会的不断可持续发展。近年来人类对太阳能、风能、潮汐能、地热能等清洁可持续能源的研究不断深入,相关的开采和转化利用技术也在不断取得进步。但是我们都知道这些能量源要么具有间歇性要么严重受到地域限制,因此相关的储能技术也随之应运而生,其中锂离子电池作为现有储能技术的重要组成部分越来越受到人们的重视。 电解质是一种离子导体,在电池的正极和负极之间传导。它由锂电解液、高纯有机溶剂、必要添加剂等原料按一定比例组成,在电池的能量密度、功率密度、广泛的温度使用、循环寿命、安全功能等方面起着至关重要的用途。锂离子电池由外壳、正极、负极、电解液和间隙组成,其中电极数据无疑是人们关注和研究的重点。但同时,电解液也是一个不可忽视的方面,毕竟占电池成本15%的电解液也确实在电池的能量密度、功率密度、广泛的温度使用、循环寿命、安全功能等方面发挥着至关重要的用途。 我们都知道锂离子电池的主要组成部分包括四个方面:正极材料、负极材料、电解液、隔膜。电解液作为锂离子电池的重要组成部分对提升锂离子电池的循环性能、能量密度,从而进一步提升电动汽车续航里程起着不可替代的作用。锂离子电池能量密度取决于电池的电压和容量,要想提高电池能量密度除了提高正负极材料的容量外,另一个途径便是提高电池的工作电压,那么电池在高工作电压下对电解液的高电压性能也提出了新的技术要求。锂离子电池电解液的组成部分一般包括电解质锂盐、高纯度有机溶剂和一些特定组分的添加剂。 电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好,有爆炸的危险,日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好,无爆炸危险,适用性强,特别是用六氟磷酸锂制成的电池,除上述优点外,将来废弃电池的处理工作相对简单,对生态环境友好,因此该类电解质的市场前景十分广泛。 锂离子电池电解质在未来的发展趋势将是从现阶段的有机液态电解质逐步向固态电解质过渡,期间也会有各种其他体系的电解质出现。电解质的研发不仅需要综合考虑其电化学性质、热力学性质、动力学性质等,同时也需要考虑与相应匹配的正负极材料的兼容性问题以及电池的具体应用条件来进行综合设计,从而取得各个性能指标的综合整体提升。锂离子电池整体性能的提升是一个综合性工程,需要各组成部分的协同进步。 以上就是锂离子电池电解液的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2020-12-19 关键词: 电池 锂离子 电解液

  • 关于锂电池自放电率的一些计算方法,你知道吗?

    关于锂电池自放电率的一些计算方法,你知道吗?

    什么是锂电池自放电率?你知道吗?本文讲述正极材料、负极材料、电解液和存储环境等对锂离子电池自放电率的影响。同时介绍了目前常用的传统锂电池自放电率的测量方法和新型自放电率快速测量方法。来自国轩高科工程师,欢迎大家交流分享!锂离子电池自放电反应不可避免,其存在不仅导致电池本身容量的减少,还严重影响电池的配组及循环寿命。锂离子电池的自放电率一般为每月2%~5%,可以完全满足单体电池的使用要求。 然而,单体锂电池一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的特性不是完全一致,故每次充放电后,各单体锂电池的端电压不可能达到完全一致 ,从而会在锂电池模块中出现过充或者过放的单体电池,单体锂电池性能就会产生恶化。随着充放电的次数增加,其恶化程度会进一步加剧,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。因此 ,对锂离子电池的自放电率进行深入研究是电池生产的迫切需要。 电池的自放电现象是指电池处于开路搁置时,其容量自发损耗的现象,也称为荷电保持能力。自放电一般可分为两种 :可逆自放电和不可逆自放电。损失容量能够可逆得到补偿的为可逆自放电,其原理跟电池正常放电反应相似。损失容量无法得到补偿的 自放电为不可逆自放电,其主要原因是电池内部发生了不可逆反应 ,包括正极与电解液反应、负极与电解液反应、电解液自带杂质引起的反应,以及制成时所携带杂质造成的微短路引起的不可逆反应等。自放电的影响因素如下文所述。 1 正极材料 正极材料的影响主要是正极材料过渡金属及杂质在负极析出导致内短路,从而增加锂电池的自放电。Yah-Mei Teng等人研究了两种LiFePO4正极材料的物理及电化学性能。研究发现原材料中以及充放电过程中产生铁杂质含量高的电池其自放电率高,稳定性差,原因是铁在负极逐渐还原析出,刺穿隔膜,导致电池内短路,从而造成较高的自放电。 2 负极材料 负极材料对自放电的影响主要是由于负极材料与电解液发生的不可逆反应。早在2003年,Aurbach等人就提出了电解液被还原而释放出气体,使石墨部分表面暴露在电解液中。在充放电过程中,锂离子嵌人和脱出时,石墨层状结构容易遭到破坏,从而导致较大自放电率。 3 电解液 电解液的影响主要表现为 :电解液或杂质对负极表面的腐蚀;电极材料在电解液中的溶解;电极被电解液分解的不溶固体或气体覆盖,形成钝化层等。目前,大量科研工作者致力于开发新的添加剂来抑制电解液对自放电的影响。Jun Liu等人MCN111电池电解液中添加VEC等添加剂,发现电池高温循环性能提高,自放电率普遍下降。其原因是这些添加剂可以改善SEI膜,从而保护电池负极。 4 存储状态 存储状态一般的影响因素为存储温度和电池SOC。一般来说,温度越高,SOC越高,电池的自放电越大。Takashi等在静置条件下对磷酸铁锂电池进行容量衰减实验。结果表明随温度的升高,容量保持率随搁置时间逐渐降低,电池自放电率升高。 刘云建等人采用商品化的锰酸锂动力电池,发现随着电池荷电态的增加,正极的相对电位越来越高,其氧化性也越来越强;负极的相对电位越来越低,其还原性也越来越强,两者均可加速Mn析出,导致自放电率增大。 5 其他因素 影响电池自放电率的因素众多,除以上介绍的几种外,主要还存在以下方面:在生产过程中,分切极片时产生的毛刺,由于生产环境问题而在电池中引入的杂质,如粉尘,极片上的金属粉末等,这些均可能会造成电池的内部微短路;外界环境潮湿、外接线路绝缘不彻底、电池外壳隔离性差等造成的电池存储时有外接电子回路,从而导致自放电;长时间的存放过程中,电极材料的活性物质与集流体的粘结失效,导致活性物质的脱落和剥离等导致容量降低,自放电增大。以上的每一个因素或者多个因素的组合均可造成锂电池的 自放电行为 ,这对自放电原因查找及估测电池的存储性能造成困难。 二、自放电率的测量方法 通过上述分析可知,由于锂电池自放电率普遍较低。而自放电率本身又受温度、使用循环次数以及SOC等因素的影响,因此对电池实现自放电的精确测量是非常困难且耗时的工作。 1 自放电率传统测量方法 目前,传统的自放电检测方法有以下3种: ● 直接测量法 首先将被测电芯充电至一定荷电状态,并维持一段时间的开路搁置 ,然后对电芯进行放电以确定电芯的容量损失 。自放电率为 : 式中:C为电池的额定容量;C1为放电容量。开路搁置后,对电芯放电可以获得电芯的剩余容量。此时,再次对电芯进行多次充放电循环操作,确定电蒜此时的满容量。此方法可以确定电池不可逆容量损失与可逆容量损失。 ● 开路电压衰减率测量法 开路电压与电池荷电状态SOC有直接关系,只需要测量一段时间内电池的OCV的变化率,即: 该方法操作简单,只需记录任意时问段内电池的电压,进而根据电压与电池SOC的对应关系即可得出该时刻电池的荷电状态。通过电压的衰减斜率以及单位时间所对应的衰减容量的计算,最终可得到电池的自放电率。 ● 容量保持法 测量电池期望保持的开路电压或者SOC所需要的电量,得出电池的自放电率。即测量保持电池开路电压时的充电电流,电池自放电率可以认为是测量得到的充电电流。 2 自放电率快速测量方法 由于传统测量方法所需时间较长,且测量精度不足,因此自放电率在电池检测过程中大多情况下只是作为一种筛选电池是否合格的方法。大量新颖方便的测量新方法的出现,为电池自放电的测量节省了大量时间和精力。 ● 数字控制技术 数字控制技术是利用单片机等,在传统自放电测量方法的基础上衍生出的新型自放电测量方法。该方法具有测量花费时间短,精度高,设备简单等优点。 ● 等效电路法 等效电路法是一种全新的自放电测量方法,该方法将电池模拟成一个等效电路,可快速有效地测量锂离子电池的自放电率 。 自放电率作为锂离子电池的一项重要性能指标,对电池的筛选及配组具有重要影响,因此测量锂电池的自放电率具有深远意义。 1 预测问题电芯 同一批电芯,所用材料和制成控制基本相同,当出现个别电池白放电明显偏大时 ,原因很可能是内部由于杂质 、毛刺刺穿隔膜而产生了严重的微短路。因为微短路对电池的影响是缓慢的和不可逆的。所以,短期内这类电池的性能不会与正常电池相差太 多,但是长期搁置后随着内部不可逆反应的逐渐加深,电池的性能将远远低于其出厂性能以及其他正常电池性能。因此为了保证出厂电池质量,自放电大的电池必须剔除。 2 对电池进行配组配组 锂电池需要较好的一致性,包括容量、电压、内阻以及白放电率等。电池的自放电率对电池组的影响主要表现为:一旦组装成模块后,因各个单体锂电池的自放电率不 同,在搁置或者循环过程中,电压会出现不同程度下降,而在串联充电下,其受电流又会相等,故每次充电后都可能会在锂电池模块中出现过充或者未充满的单体电池 ,随着充放电的次数增加,电池性能会逐渐恶化,循环寿命相比未配组的单体电池大幅下降。因此,电池配组要求对锂离子电池的自放电率进行精确测量并筛选。 3 电池SOC估算修正 荷电状态也叫剩余电量,代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分数表示。自放电率对于锂离子电池的SOC估算具有重要参考价值 。经过自放电电流对SOC初值的修正可提高SOC估算精度,一方面对客户而言可根据剩余电量估算产品可使用时间或行驶距离;另一方面提高BMS的SOC预测精度可有效预防电池过充过放,从而延长电池使用寿命 。以上就是锂电池自放电率解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-28 关键词: 锂电池 放电率 电解液

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