Как правильно поднять плотность в аккумуляторе: Как поднять плотность электролита в аккумуляторе? Как заменить электролит в аккумуляторе? Что такое «плотность аккумулятора»?

Содержание

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе? Как заменить электролит в аккумуляторе? Что такое «плотность аккумулятора»?

Аккумуляторные батареи автомобилей созданы не только для пуска двигателя, но и для питания электрических приборов машины в тот момент, когда зажигание выключено. По невнимательности водитель с легкостью может забыть о включенных в автомобиле фарах или работающей магнитоле, громкость которой сведена к нулю. Вернувшись к машине на следующий день, можно обнаружить, что она не заводится, и причина тому севший источник питания. Завести машину при разряженном аккумуляторе можно, но через раз-два экстренные методы запуска двигателя начинают надоедать, и явно возникает необходимость вернуть в рабочее состояние аккумулятор.

«Плотность аккумулятора» или соотношение серной кислоты и воды в электролите

В простонародье распространен такой термин как «плотность аккумулятора». По сути, он является ошибочным, поскольку никто не измеряет плотность непосредственно источника питания. Любой автомобильный любитель скажет, что под понятием «плотность аккумулятора» подразумевается плотность электролита, который залит в батарею. Именно от того какой плотности электролит находится в аккумуляторе, зависит его возможность заряжаться и сохранять накопленную энергию.

Если аккумулятор разрядился по невнимательности водителя или другим причинам, следует попробовать вернуть ему работоспособное состояние при помощи зарядного устройства. Перед тем как заряжать аккумулятор, в него доливают дистиллированную воду, которая могла испариться в процессе работы источника питания. Вода в аккумуляторе смешивается с готовым электролитом, что приводит к понижению его плотности, то есть к уменьшению процентного содержания серной кислоты в итоговом растворе. Через некоторое время плотность электролита в аккумуляторе, из-за постоянного разбавления его дистиллированной водой, снижается, и опускается ниже комфортного уровня. Эксплуатация батареи становится невозможно, и в таких ситуациях возникает необходимость в повышение плотности электролита в аккумуляторе.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе самостоятельно?

Плотность аккумулятора, а если говорить точнее, то электролита в нем, повысить можно довольно просто без обращения к специалистам сервисного центра.

Первым делом необходимо провести ряд подготовительных процедур:

  • Подготовьте емкости, которые понадобятся для слива части старого электролита из аккумулятора;
  • Обзаведитесь средствами личной защиты – перчатки, очки, одежда (которую не страшно испортить). Помните: Электролит аккумулятора частично состоит из серной кислоты, которая опасна, и при попадании на кожу способна вызвать ожог, а одежду серьезно испортить;
  • Возьмите инструменты, которые понадобятся, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе: ареометр, клизма-груша, мерный стакан, воронка;
  • Купите необходимые расходные материалы: дистиллированная воды, аккумуляторная кислота или готовый электролит.

Чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется самостоятельно полностью заменить весь электролит, который уже залит в батарею, на новый раствор. Сделать это довольно просто, если выполнять все по инструкции и соблюдать необходимые меры предосторожности.

Как поменять электролит в аккумуляторе?

Большинство современных аккумуляторов выпускаются разборными, и они предусматривают возможность замены электролита самостоятельно. Неразборные аккумуляторы – большая редкость, и в них нельзя при необходимости отвинтить пробки для удаления старого электролита и заливки нового. При желании можно залить электролит и в неразборную батарею, но для этого необходимо в каждой банке с помощью сверла проделать отверстие. После замены электролита на место отверстий напаивается пластмасса, и аккумулятор вновь становится рабочим.

Сам процесс замены электролита довольно простой, и он состоит из следующих пунктов:

  1. Первым делом необходимо снять аккумулятор с автомобиля и найти подходящее место для замены электролита в нем и зарядки;
  2. Далее необходимо снять защиту с аккумулятора, если она имеется, и открутить пробки с банок;
  3. После этого берем клизму-грушу и вставляем ее конец в одну из банок аккумулятора. Пользуясь данным резиновым прибором, выкачиваем из аккумулятора старый электролит и сливаем его в заранее подготовленную емкость. Внимание: Ни в коем случае не выливайте электролит на землю, если вы выполняете работы на улице;
  4. Выкачав практически весь старый электролит из всех банок, необходимо почистить пластины аккумулятора от его остатков. Сделать это можно с помощью дистиллированной воды, которая не вызовет внутри аккумулятора нежелательные реакции. Для этого дистиллированную воду заливают в каждую банку аккумулятора, после чего его поднимают и трясут. Хорошо удерживайте аккумулятор, чтобы в процессе тряски он не выпал. После этого сливаем получившийся раствор.

Стоит отметить, что некоторые автолюбители рекомендуют для «чистоты» будущего электролита в батарее не только промыть ее дистиллированной водой, но и использовать различные растворы. К примеру, рекомендуется залить в батарею раствор воды с содой и оставить его там на 4 часа. После этого также рекомендуется заливать на час в аккумулятор раствор поваренной соли.

  1. Очистив банки аккумулятора от старого электролита, необходимо залить в него новый. Хорошо, если вы приобрели готовый электролит в магазине, тогда достаточно залить его с помощью воротки до указанных граней в каждую банку. В случае если у вас аккумуляторная кислота и дистиллированная вода, требуется предварительно сделать раствор электролита с плотностью в 1,27-1,28 грамм на сантиметр кубический;
  2. После этого закрываем банки и начинаем процесс зарядки аккумулятора;
  3. Сменив электролит в батарее, необходимо выполнять процесс заряда батареи по циклу «зарядка-разрядка» с силой тока не более 0,1 Ампер до тех пор, пока плотность аккумулятора (плотность электролита) не достигнет рабочих значений. Внимание: Зарядку можно окончить и начать использовать аккумулятор только после того как на концах клемм аккумулятора удастся замерить 14 Вольт.

Если вы решили поменять электролит в аккумуляторе самостоятельно, настоятельно рекомендуем соблюдать все меры предосторожности. Кислотная среда, которой является электролит, вредна не только при попадании на кожу, но и в дыхательные пути. Менять электролит следует исключительно в хорошо проветриваемых помещениях с предельной осторожностью.

Загрузка...

Как повысить плотность аккумулятора! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва

Аккумуляторная батарея автомобиля требует к себе постоянного внимания. Ведь часто случается так, что невозможно запустить стартер после длительного простоя. Особенно, когда длительная зарядка не помогает и батарея разряжается крайне быстро. А это значит, что пришло время

повысить плотность аккумулятора.

Правила безопасности при работе с электролитом

Перед тем как преступать к данной операции, необходимо запомнить следующие правила безопасности:

  1. Необходимо добавлять кислоту в воду, а не наоборот, поскольку эти жидкости имеют разную плотность.
  2. АКБ нельзя переворачивать вверх дном. В этом случае произойдет осыпание пластин и соответственно, к поломке устройства.
  3. Ни в коем случае нельзя доливать концентрированную кислоту в электролит.

Первое, что необходимо сделать, это проверить плотность уже заряженного АКБ. В случае если плотность менее 1,27 – 1,28 г/куб. см, то необходимо начать проверку этого показателя ареометром каждой из банок батареи.

Затем при помощи резиновой груши необходимо аккуратно выкачать старый электролит из банки и залить свежий раствор плотностью 1,39 – 1,40 г/куб. см. Периодически измеряйте плотность и стремитесь к одинаковым значениям во всех банках АКБ.

Для перемешивания электролита, аккумулятор нужно поставить на заряд при малом токе в течение получаса. После этого проведите финальный замер показаний. Такие манипуляции позволят значительно продлить срок эксплуатации данного изделия. Существует несколько способов как можно повысить плотность аккумулятора, рассмотрим способ в автоматическом режиме.

Рисунок 1. Система анализа состояния и мониторинга АКБ производства компании KRONVUZ

Автоматизация процесса проверки плотности аккумулятора

А что делать, если аккумуляторных батарей большое количество и требуется постоянный контроль над их параметрами, особенно, если это вопрос безопасности? Для этого нужна автоматизация, а именно система анализа состояния и мониторинга АКБ.

Данное устройство позволяет обеспечить контроль температуры и напряжения на каждом элементе батареи. Соответственно, не только проводить циклы выравнивания, но и выявлять поврежденные элементы. Система автоматически отключит те элементы, которые уже заряжены во избежание их преждевременного разрушения. А это значит, что срок службы аккумуляторов может быть увеличен в несколько раз.

Таким образом, можно обслуживать большое количество АКБ и значительно продлить их период эксплуатации. А это уже действительно серьезная экономия. И разумеется, обеспечение бесперебойности рабочих процессов на производстве.


Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:

Как в аккумуляторе ПОДНЯТЬ ПЛОТНОСТЬ электролита самостоятельно❓

Поднять плотность в аккумуляторе в домашних условиях можно несколькими способами: полностью заменить старый электролит на новый либо восполнить заряд АКБ. Обе манипуляции следует проводить в хорошо проветриваемых помещениях с соблюдением техники безопасности. После завершения процедуры нужно откорректировать объем рабочего раствора, а затем произвести замер параметра плотности ареометром.

Почему падает плотность электролита?

Основные причины, по которым может упасть показатель уровня электролита в банках автомобильной аккумуляторной батареи (АКБ):

  1. Разряд устройства. Как правило, разряжение в аккумуляторе автомобиля происходит в холодное время года, поэтому зимой используют специальные методы, позволяющие восстановить и поднимать уровень заряда. Проблема может проявляться в автомобильном аккумуляторе, который близок к естественному износу. При быстром разряде можно сделать вывод о падении пропорции рабочего раствора до критически низкого уровня. Проблема разряжения может быть связана с механическим повреждением устройства или неисправностью генераторной установки, в результате чего электросеть автомобиля питается от АКБ.
  2. Выкипание рабочей жидкости в результате перезарядки аккумулятора. Если на устройство поступает постоянное напряжение, это приводит к разделению воды на кислород и водород. В результате при зарядке жидкость выкипает и уровень электролита снижается.
  3. Постоянное добавление дистиллированной воды вместо химического раствора. Если долить жидкость единожды, то уровень плотности АКБ в машине упасть не должен, но постоянные доливания будут этому способствовать.

Как подготовить аккумулятор к восстановлению?

Перед тем, как восстановить на обслуживаемом аккумуляторе плотность электролита, необходимо выполнить ряд действий:

  1. Производится демонтаж батареи с авто, для этого предварительно ослабляются клеммные зажимы устройства.
  2. При наличии защиты выполняется ее снятие. Для этого потребуется гаечный ключ соответствующего размера.
  3. С помощью отвертки или другого приспособления с плоским наконечником производится откручивание пробок на банках. Рекомендуется использовать защитные очки и перчатки, чтобы не допустить появления ожогов.
  4. Пользователь выполняет диагностику объема рабочей жидкости в устройстве. Для легковых транспортных средств данный параметр должен составить около 1,5 сантиметров выше пластин. Диагностика плотности электролита должна производиться через 3 часа после подзарядки устройства либо примерно через 10 ч после остановки двигателя. Если уровень жидкости соответствует норме, то ареометр опускается в банки и с помощью груши производится набор небольшого объема воды.
  5. В зависимости от температуры воздуха производится оценка полученных параметров. Проверка выполняется для каждой банки отдельно. В идеале данный показатель должен составить в диапазоне от 1.25 до 1.29 г/см3.

При подготовке аккумуляторной батареи необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. Перед открытием банок пользователю нужно произвести очистку корпуса устройства от загрязнений чистой ветошью. Это нужно сделать для того, чтобы при откручивании пробок грязь не попала внутрь батареи. В противном случае возможен полный выход устройства из строя.
  2. Если диагностика будет выполняться без демонтажа батареи, то нужно убедиться в ее качественной посадке. Устройство не должно болтаться.
  3. При подготовке аккумуляторную батарею нельзя переворачивать, поскольку это может привести к разрушению пластин, расположенных внутри. В результате АКБ полностью выйдет из строя без возможности восстановления.

Видео: руководство по использованию ареометра

Канал «Аккумуляторщик» в своем видеоролике подробно описал процесс подготовки аккумулятора и рассказал об использовании ареометра.

Как самостоятельно увеличить плотность электролита?

Для правильного проведения процедуры необходимо учитывать следующие нюансы:

  1. При приготовлении нового рабочего раствора в дистиллированную воду добавляется кислота, а не наоборот. В противном случае начнется кипение жидкости.
  2. Пользователю понадобятся точные расчеты нужного объема кислоты, так как в процессе заряда уровень плотности электролита увеличивается.

Важно знать

На новом аккумуляторе самостоятельно поднимать плотность электролита не рекомендуется, поскольку это приведет к более быстрому разряду устройства. Повышенный рабочий параметр негативно повлияет на функциональность батареи.

Приступать к процедуре необходимо с соблюдением техники безопасности, так как электролит – это ничто иное, как кислотный раствор, поэтому:

  • наденьте резиновые перчатки;
  • максимально обезопасьте себя от попадания электролита на одежду и тем более кожу;
  • используйте защитные очки и респиратор.

Что понадобится?

Чтобы правильно повысить плотность аккумуляторной батареи перед зимним периодом, нужно подготовить следующие материалы и инструменты:

  • ареометр;
  • мерный стакан или другая аналогичная емкость;
  • отдельная емкость для разведения нового рабочего раствора;
  • клизма-груша;
  • корректирующий раствор либо кислота;
  • дистиллированная вода.

Пошаговая инструкция по повышению плотности электролита добавлением жидкости

Правильный способ для увеличения параметра плотности электролита батареи:

  1. Перед тем, как в аккумуляторе поднять плотность, производится снятие аккумуляторной батареи с автомобиля. Для этого отключаются клеммные зажимы и производится демонтаж фиксирующей пластины. Действия по выполнению задачи осуществляются с применением гаечного ключа.
  2. С банки аккумуляторной батареи отбирается небольшой объем рабочего раствора. Для этого используется ареометр.
  3. Вместо изъятого объема жидкости в банку добавляется корректирующий раствор вещества при необходимости увеличения плотности. В случае, если требуется понизить этот параметр, используется дистиллированная вода с плотностью 1,00 г/см3.
  4. Затем аккумулятор ставится на подзарядку. На протяжении последующих 30 минут производится подзарядка устройства номинальным током. Такие действия позволят залитому корректирующему раствору смешаться с рабочей жидкостью.
  5. Аккумуляторная батарея отключается от зарядного прибора на один-два часа. Это позволит плотности в банках «выровняться» и снизиться уровню температуры. Также за два часа из банок выйдут все пузырьки, благодаря чему исключается вероятность погрешности при контрольном замере.
  6. Повторно производится диагностика уровня плотности электролита, при необходимости процедура повторяется заново. Также при необходимости в банки добавляется жидкость для увеличения или уменьшения параметра, а затем заново производится замер.

Важно знать

Надо учитывать, что разница параметра плотности между банками должна составить не более 0,01 г/см3. Если при выполнении задачи не удалось достигнуть такого результата, то требуется выполнить дополнительную, «выравнивающую» зарядку на протяжении 1-2 часов. При этом параметр тока должен составить в 2-3 раза меньше номинального.

Формула расчета количества жидкости для корректировки плотности электролита

где:

  • Vэ — объём удаляемого из банки электролита, см3;
  • Vб — объём электролита в одной банке, см3;
  • ρн — начальная плотность электролита до корректировки, г/см3;
  • ρк — конечная плотность, которую надо получить, г/см3;
  • ρд — плотность доливаемой жидкости, (вода — 1,00 г/см3 или корректирующий электролит — * г/см3).

Важно знать

При использовании данной формулы объёмы удаляемого и добавляемого электролитов равны.

Таблица: корректировка плотности в АКБ
Плотность электролита в батарее, г/см3 Уровень плотности по стандарту, г/см3
1,24 1,25 1,26
Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята
1,24 60 62 120 125
1,25 44 45 65 70
1,26 85 88 39 40
1,27 122 126 78 80 40 43
1,28 156 162 117 120 80 86
1,29 190 200 158 162 123 127
1,30
Плотность электролита в батарее, г/см3 Уровень плотности по стандарту, г/см3
1,27 1,29 1,31
Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята Отсос рабочей жидкости Добавление раствора 1,40 г/см3 Добавление дистиллята
1,24 173 175 252 256
1,25 118 120 215 220
1,26 65 66 177 180 290 294
1,27 122 126 246 250
1,28 40 43 63 65 198 202
1,29 75 78 143 146
1,30 109 113 36 38 79 81

Как поднять зарядным устройством?

Для повышения плотности зарядным оборудованием выполняются следующие действия:

  1. Аккумуляторная батарея доводится до полной зарядки. Предварительно нужно снять устройство с автомобиля и подключиться к оборудованию, которое будет заряжать АКБ, с соблюдением полярности. Сначала выполняется соединение с прибором, а затем его подключение к сети.
  2. В процессе восстановления заряда пользователю нужно следить за состоянием электролита. После того, как жидкость начала кипеть, необходимо снизить параметр силы тока до 1-2 ампер. При кипении воды происходит ее испарение, это приводит к тому, что плотность концентрации электролита начинает повышаться.
  3. Время испарения жидкости определяется конкретной ситуацией, в некоторых случаях на это может потребоваться более 24 часов.
  4. После снижения уровня воды в банках производится добавление электролита и замер плотности.
  5. При необходимости производится повторение данной операции.

Руководство по повышению плотности в необслуживаемом аккумуляторе

Действия по повышению плотности выполняются аналогичные, разница заключается в получении доступа к рабочей жидкости:

  1. В необслуживаемых устройствах корпус полностью закрыт, поэтому пользователю надо демонтировать батарею и снять с нее наклейку. Крышку аккумулятора снимать не нужно, поскольку установить ее обратно будет сложно.
  2. Нужно сделать отверстие в крышке, используя шило или дрель. Оно должно быть небольшим, поскольку придется впоследствии его запаивать.
  3. Используя одноразовый шприц в АКБ добавляется дистиллят или корректирующий электролит в зависимости от того, что нужно сделать с рабочим параметром. Следует добавлять по 5 мл жидкости. Рекомендуется использовать банку батареи, в которой расположен индикатор плотности. Если индикатор стал черного либо зеленого цвета, то в аккумулятор нужно добавить еще 20 мл жидкости.
  4. Для определения уровня рабочего раствора игла опускается в банку, а шток подтягивается в обратном направлении. Затягивая рабочий раствор в шприц, рекомендуется отмечать уровень с помощью маркера. Если в батарее применяется пластик светлого оттенка, то уровень жидкости можно определить на просвет или замерить с помощью линейки. Остальные банки доливаются до уровня, который должен составить на 1,5-2 см выше поверхности пластин.
  5. После выполнения задачи отверстия нужно заделать герметиком либо специальными резиновыми пробками. Затем аккумулятор следует осторожно потрясти, чтобы перемешать электролит. Но действовать надо аккуратно, чтобы не повредить пластины.

Как увеличить плотность, если она ниже 1,18

Если рабочее значение плотности составил менее 1,18 г/см3, описанные способы не позволят решить проблему и пользователю потребуется полностью сливать кислоту из банок.

Алгоритм действий при этом будет такой:

  1. Электролит откачивается из аккумуляторной батареи, насколько это возможно (для откачки можно использовать грушу с клизмой).
  2. Аккумулятор осторожно переворачивается без резких движений. Это позволит предотвратить возможное осыпание пластин. В дне устройства надо просверлить отверстия в каждой банке с помощью дрели. Эти действия рекомендуется выполнять в емкости, к примеру, миске или тазике.
  3. Затем аккумулятор устанавливается в вертикальное положение и из него сливаются остатки рабочего раствора.
  4. Производится промывка батареи с помощью дистиллята.
  5. Отверстия в дне аккумулятора запаиваются, на этом этапе важно убедиться в герметичности устройства, чтобы не допустить дальнейшей утечки жидкости. Производится заливка нового раствора в батарею.

Важно знать

Пластик для запаивания отверстия в аккумуляторе должен быть максимально устойчивым к воздействию серной кислоты. Кроме того, если цвет электролита коричневый или черный, восстанавливать батарею не имеет смысла. Темный оттенок свидетельствует об осыпании пластин или о разрушении батареи.

Видео: самостоятельное увеличение плотности электролита

Канал «Denis МЕХАНИК» в своем видеоролике подробно изложил процесс зарядки аккумуляторной батареи и добавления электролита, а также увеличения его плотности.

Плотность электролита в аккумуляторе: какая должна быть, как проверить, как поднять

Бортовая сеть автотранспортного средства объединяет в себе источники и потребители электроэнергии. АКБ и генератор выступают энергоисточниками, тогда как вторая группа включает в себя целый комплекс устройств и агрегатов. Среди них первостепенное значение имеют система зажигания и запуска, контрольно-измерительные приборы, сигнализация, лампы в фарах и габаритных огнях.

В электросети автомобиля также присутствует множество дополнительных приспособлений, обеспечивающих комфорт и безопасность водителя и пассажиров. К ним относятся подогрев стёкол и сидений, акустическая система, прикуриватель, GPS-навигатор, видеорегистратор и т.д.

В случае аварийного выхода из строя генератора или реле контроля напряжения именно аккумулятор берёт на себя поддержание работоспособности всех электропотребителей, сохраняя возможность безопасного передвижения автотранспорта до ближайшей станции техобслуживания. Также он стабилизирует напряжение в системе, когда двигатель длительное время работает на низких оборотах или холостом ходу, как это часто бывает при передвижении в городской черте.

На современном рынке автотоваров наибольшим потребительским спросом пользуется свинцово-кислотный АКБ, который нашёл самое широкое применение в транспортных средствах из-за своей надёжности, функциональности и высокой удельной мощности. Главными конструктивными элементами такого устройства являются шесть секций или попросту «банок», внутри которых находится блок свинцовых пластин.

Активной массой положительного электрода является диоксид свинца, а отрицательного – чистый свинец. Между ними расположены сепараторы, основное назначение которых заключается в разделении полублоков разной полярности и препятствии возникновению самозамыканий. Все электрохимические реакции протекают в водном растворе серной кислоты – электролите. Когда батарея разряжается, его плотность снижается из-за активного расхода кислотного агента и выделения молекул воды. При заряде происходит обратный процесс.

Когда следует проверять плотность электролита в АКБ?

Эксплуатация стартерной батареи должна сопровождаться систематическим мониторингом её состояния даже при безотказном и уверенном функционировании. Это связано с тем, что снижение резервного уровня электролита из-за утечки раствора или испарения воды приводит к увеличению кислотной концентрации. Данный фактор негативно сказывается на работоспособности и продолжительности эксплуатации АКБ.

Опытные автомеханики рекомендуют проверять техническое состояние аккумулятора каждые 15-20 тыс. км пробега. Также диагностику целесообразно провести, если он постоянно недозаряжается, плохо держит заряд или туго крутит стартер. Для этого необходимо:

  • визуально осмотреть корпус на наличие трещин и подтёков;
  • оценить уровень электролитической жидкости в банках, который должен возвышаться над верхним краем пластин на 1.2-1.4 см;
  • измерить её плотность с помощью контрольно-измерительного прибора.

Нередко сниженный заряд может быть следствием ослабления ремня привода генератора. Поэтому автомобилисту нужно периодически проверять его натяжение и при необходимости производить регулировку, следуя инструкции по эксплуатации ТС.

Оптимальные показатели электролитической среды

Физико-химическое состояние электролита находится в прямой зависимости от двух параметров – это температура окружающей среды и степень заряженности АКБ. При повышении температурного порога возрастает удельный вес кислоты, а при понижении — падает. Поэтому перед проведением контрольно-измерительных мероприятий аккумулятор рекомендуется выдержать в течение нескольких часов при температуре +20-25 ℃.

Типовые климатические условия региона также оказывают непосредственное влияние на плотность электролитического раствора. Так, в районах с умеренным климатом ρ= 1.27-1.28 г/см3 соответствует 100% заряда, величина 1.21 г/см3 говорит о его снижении до 60%, а 1.18 г/см3 сигнализирует о необходимости подзарядки. Измерения производятся при нормальном уровне реагента над пластинами.

В северных регионах оптимальной считается плотность электролита, равная 1.29-1.30 г/см3, а в субтропическом поясе – 1.23-1.25 г/см3. Измерение данного параметра с целью определения необходимости корректировки производится только у полностью заряженного устройства, иначе полученные результаты будут некорректными.

Алгоритм проверки плотностного состояния электролита

Определение плотности электролита осуществляется при помощи такого приспособления, как ареометр. Перед началом измерительных процедур автовладельцу следует проверить уровень спецжидкости в каждой секции АКБ и при необходимости произвести его корректировку деминерализованной водой. После этого аккумулятор необходимо полностью зарядить и по прошествии 2-3 часов приступать к тесту. Алгоритм его проведения состоит из следующих шагов:

  1. установить устройство на ровную поверхность;
  2. вывернуть пробку заливного отверстия на его крышке;
  3. погрузить в раствор ареометр и втянуть жидкость резиновым наконечником на его противоположном конце;
  4. набрать количество реагента, достаточное для свободного перемещения поплавка;
  5. определить уровень плотности в соответствии с информацией на шкале;
  6. записать результат и повторить манипуляции с оставшимися банками;
  7. сопоставить полученные данные с нормированными значениями.

Значение плотности должно быть одинаковым во всех элементах, допускается отклонение на ±0.01. Если проведённый замер показал понижение плотности в одной из ячеек на 0.10-0.15, то это говорит о наличии дефекта или короткого замыкания между пластинами. Одинаково низкая плотность во всех блоках связана с глубоким разрядом аккумулятора, его сульфатацией или сильным износом, что влечёт за собой падение напряжения в сети и затруднённый пуск ДВС.

У необслуживаемых стартерных батарей есть особый встроенный индикатор. Если он показывает зелёный цвет, то это говорит о 100%-ном заряде АКБ, а чёрный – о необходимости его подзарядки. Бело-жёлтый или красный оттенок обычно соответствуют очень низкому уровню электролита.

Плотность электролита и зимние холода

Данная величина носит относительный характер, поэтому при смене времён года она не должна подвергаться каким-либо изменениям. Автомобилисту нужно лишь следить за тем, чтобы она не отклонялась от рекомендуемого значения, а также производить стабилизацию при обнаружении отклонений.

Производители стартерного оборудования считают недопустимым использование в зимний период устройств с 25%-ной потерей заряда, т.е. плотность электролитической среды которых составляет 1.24 г/см3. Данный факт обусловлен предотвращением возможности обледенения ячеек аккумулятора и снижением вредоносного воздействия глубокого разряда, вызванного саморазрушением активной массы пластин.

Продолжительная эксплуатация аккумулятора с пониженной плотностью в морозы приводит к снижению электродвижущей силы, затруднённому пуску двигателя, образованию льда и разрушению свинцовых пластин. Доливать деминерализованную воду с целью восстановления уровня реагента над блоками следует прямо перед выездом на улицу, либо при стационарной подзарядке батареи. Это исключает вероятность замерзания долитой воды до того, как она успеет перемешаться с холодным электролитом.

Как поднять плотность электролита?

Каждый водитель может своими силами повысить плотность электролита в АКБ автомобиля, не обращаясь к мастерам сервисного центра. Первым делом нужно подготовить необходимые расходные материалы, среди которых деминерализованная вода, аккумуляторная кислота или уже готовый электролитический раствор, а также средства индивидуальной защиты для глаз и кожного покрова. Кроме того, следует обзавестись следующим оборудованием для работы: ареометром, спринцовкой, стеклянной ёмкостью, мерным стаканом и воронкой.

Снятый с автомобиля аккумулятор помещается на устойчивую поверхность, а пробки его заливных отверстий аккуратно откручиваются. Далее максимальный объём реагента выкачивается из банок и сливается в заранее подготовленный резервуар. Набирать нужно как можно больше вещества, измеряя его объём мерным стаканом, чтобы затем долить идентичное количество нового.

Лучше использовать самостоятельно разведённый раствор с плотностью немного выше расчётной для текущего климатического режима. При его приготовлении кислота добавляется в воду, обратный порядок смешения может вызвать серьёзные термические повреждения.

Сперва свежий электролит заполняет только ½ объёма, что был откачан. Затем АКБ нужно слегка встряхнуть из стороны в сторону, чтобы оставшаяся жидкость и новая перемешались. Если после замера плотностное значение не отвечает норме, добавляем ещё половину от оставшегося в ячейке объёма. Действия повторяются до полной стабилизации плотности, остаток доливается деминерализованной водой по уровню.

Как можно заметить из приведённой выше информации, работать с электролитом не представляет особой сложности, если выполнять все манипуляции по инструкции и соблюдать установленные меры предосторожности.

Увеличение плотности электролита в автомобильном аккумуляторе

Часто происходит так, что после суточного простоя машины, завести её мотор попросту не получается. Стартер не крутит и всё тут. Оказывается, что даже за такой короткий срок аккумулятор полностью садится, а длительная зарядка его не даёт никаких положительных результатов. Такая симптоматика поведения указывает только на одно – критически снизилась плотность электролита в аккумуляторе. По какой причине это происходит и как восстановить номинальную плотность АКБ, мы поговорим в данном материале.

Как проверить плотность аккумулятора, какое значение считается нормой

Перед проверкой электролитических характеристик аккумуляторной батареи необходимо провести её полную зарядку. После этого нужно будет выждать шесть часов, дабы проверка была наиболее эффективна, так как во время зарядки плотность электролита значительно увеличивается. Плотность проверяется специальным прибором под названием ареометр. Он продаётся практически везде, где имеются автомобильные детали, и стоит он небольших денег.

Приступать к процедуре необходимо с соблюдения техники безопасности, так как электролит – это ничто иное, как кислотный раствор. Поэтому наденьте резиновые перчатки и максимально обезопасьте себя от попадания электролита на одежду и тем более кожу. Обязательно наденьте и защитные очки. Далее установите аккумуляторную батарею на ровную твёрдую поверхность и выкрутите все пробки. Выпустите воздух из груши ареометра и погрузите в одну из открытых ёмкостей. Отпустите наконечник, чтобы груша засосала необходимое количество кислотного раствора. Количество электролита должно быть таким, чтобы поплавок ареометра свободно плавал внутри банки АКБ. Когда поплавок остановится, можно будет определить плотность кислотного раствора. Норма находится в пределах 1,24-1,29 кг/дм куб.

Если показатели оказываются ниже этих, то как поднять плотность АКБ? В банку нужно долить ещё электролита. Но не стоит злоупотреблять с частотой таких манипуляций. Правильнее будет долить дистиллированной воды. Аналогичные манипуляции повторяются и с остальными банками аккумулятора. Аккумуляторная батарея служит накопительным энергетическим элементом, который нуждается в регулярном обслуживании. Проводя эту процедуру, АКБ необходимо отсоединять и вынимать из автомобиля.

Помните! Сначала снимается минусовая клемма. Это важный момент при демонтаже батареи.

Проводить измерения плотности электролита следует не реже одного раза в квартал. Это обеспечит надёжную работу вашего автомобиля.Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе, если объём электролита ниже нормы? Выровнять показатели можно при помощи дистиллированной воды. Не злоупотребляйте частым добавлением готового электролита, так как это снизит срок службы аккумуляторной батареи.

Факторы, влияющие на изменение плотности

Плотность электролита аккумуляторной батареи зависит условий её эксплуатации и температуры окружающей среды. Во время эксплуатации плотность кислотного раствора хаотически изменяется. Существует такое понятие как нормальный интервал заряда и разряда аккумуляторной батареи. Для нового и исправного аккумулятора норма интервала колебаний плотности кислотного электролита составляет 0,15-0,16.

Выделяют также и необратимое изменение плотности, например, когда испаряется вода при закипании электролита. Плотность аккумулятора, соответственно, возрастает, и это приводит к ускоренному износу аккумуляторной батареи. Если же плотность аккумулятора существенно ниже нормы, тогда АКБ не в состоянии выдавать достаточного напряжения для старта силового агрегата.

Интересный факт! В мире не существует универсального аккумулятора, который бы пригодился на все случаи жизни. Каждый вид АКБ обладает своим индивидуальным набором эксплуатационных качеств, которые в определённых ситуациях очень важны, а в других ничего не стоят. Для каждого определённого случая нужно подбирать оптимальный тип аккумуляторной батареи.

Как увеличить плотность электролита, список действий

Для того чтобы восстановить оптимальную плотность электролита АКБ, нужно сделать ряд манипуляций, описанных выше. Итак, аккумулятор заряжен, все необходимые показатели замерены ареометром. Как правильно повысить плотность аккумулятора? Нужно добавить дистиллированную воду до такого уровня, чтобы свинцовые пластины были погружены в раствор ещё на полсантиметра вглубь. Затем снова нужно зарядить аккумуляторную батарею, только малым током, и вновь измерить плотность электролита.

Как ещё можно увеличить плотность электролита в аккумуляторной батарее? Некоторые автомобилисты доливают в банки АКБ раствор электролита, или даже концентрированную кислоту, но делать это нежелательно. При эксплуатации батареи происходит испарение воды, а такое сильное повышение концентрации жидкости приведёт к разрушению пластин и поломке аккумулятора.

Если в одной или нескольких банках после проделанных манипуляций показатель плотности остался на месте, тогда велика вероятность того, что свинцовая пластина рассыпалась. В таком случае уже ничего нельзя будет поделать кроме того, как заменить АКБ.

Важно! Категорически запрещено производить полную замену электролита! На заводе он заливается только в сухие банки с сухими пластинами, которые впитывают в себя достаточное количество кислоты, которая уже не испаряется.

Доливать электролит всё же можно, но только в том случае, если из аккумулятора вытекла именно кислотная жидкость. Здесь лучше обратиться к знающему специалисту. Эксперименты лучше проводить с той АКБ, которую потом не жалко будет утилизировать.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе?

Машинный аккумулятор в чем-то сродни химической фабрике, где кипит химическая реакция, в результате которой вырабатывается и накапливается электричество, столь необходимое для нормального запуска и работы автомобиля. Одним из реагентов участвующим в химической реакции внутри аккумулятора является электролит и по его состоянию (плотности), судят о состоянии самой АКБ.

Если она ниже номинальной, вам необходимо срочно задуматься о том, как поднять плотность электролита в аккумуляторе. И, действительно, как? Рассмотрим процесс поэтапно.

Как поднять плотность электролита в аккумуляторе, поэтапная инструкция.

Сперва производятся необходимые измерения плотности специальным прибором – ареометром. Нормируемая плотность электролита должна составлять 1,26 – 1,29 килограмм на литр.

Еще необходимо обратить внимание на распределение величины плотности в различных банках аккумуляторной батареи. Плотность не должна отличается более чем на 0,01. Если у вас другие значения, то это может говорить о том, что существуют уже необратимые процессы внутри аккумулятора, поэтому даже если вы добьетесь повышения плотности, то со в скором времени она, скорее всего, все равно вновь опуститься. Следовательно, АКБ в данном случае лучше просто заменить на новую.

В остальных же случаях будем предпринимать действия по повышению плотности электролита.

Итак, первым делом пробуем зарядить аккумулятор (как зарядить аккумулятор автомобиля). При зарядке происходит обратная химическая реакция, соответственно, плотность электролита должна увеличиться.

Если повысить плотность электролита его зарядкой не представилось возможным, то при показаниях ареометра, которые составляют не ниже 1,18 килограмм на литр, можно произвести частичную замену самого электролита (замена электролита в аккумуляторе). Для этого следует приобрести уже готовый электролит либо приготовить его самому из аккумуляторной кислоты и дистиллированной воды. Здесь стоит учесть, что плотность добавляемого раствора должна быть выше, чем плотность электролита в самом аккумуляторе. Это необходимо для того, чтобы смесь (низкоплотного и высокоплотного электролита) перемешавшись, дала необходимую величину. Кстати, для лучшего перемешивания аккумулятор можно слегка раскачивать.

Если плотность электролита меньше чем, 1,18 килограмм на литр, то единственным вариантом, который может спасти вашу АКБ является добавление непосредственно внутрь нее неразбавленной аккумуляторной кислоты. Производить данную манипуляцию стоит с особой осторожностью, в несколько этапов. При каждом этапе необходим контроль плотности электролита.

Наиболее радикальным способом по повышению плотности электролита в аккумуляторе является полная его замена.  Для этого необходимо предварительно удалить старый электролит. Крайне не рекомендуется полностью переворачивать аккумулятор для слива последнего, по причине того, что осадок на дне банок может попасть между пластинами и спровоцировать тем самым их замыкание. Наиболее вероятен такой исход у давно эксплуатируемых батарей, где изолирующие пластины конверты могли быть повреждены агрессивной средой и временем.

В качестве варианта для осуществления подобной процедуры может стать проделывание небольших отверстий внизу банок. В последующем, после слива старого электролита и промывки аккумулятора дистиллированной водой, эти отверстия необходимо будет заклеить стойким к агрессивной кислотной среде герметиком. Только после его схватывания в батарею заправляется свежий электролит необходимой плотности.

Надеюсь, способы, представленные выше по процессу, как поднять плотность электролита в аккумуляторе, дали ожидаемы результат и необходимость в замене АКБ у вас отпала.

Как измерить плотность электролита в аккумуляторе — видео

Рекомендую прочитать:

Как поднять плотность в аккумуляторе в домашних условиях

В автомобильных аккумуляторах, которые находятся в активной эксплуатации со временем происходит падение плотности. Это может происходить по ряду причин. Сервисы предлагают услуги по корректировке плотности АКБ. Также проблему можно решить самостоятельно. Но прежде всего стоит ознакомиться с тем, как поднять плотность в аккумуляторе в домашних условиях.

По каким причинам происходит падение плотности

Прежде чем сразу же приступать к исправлению проблемы стоит разобраться в причине ее возникновения.  Для АКБ явление падения плотности — это естественное явление. При разряде она показатели снижаются, при заряде повышаются.

Низкие показатели в АКБ говорят о следующем:

  1. Батарея просто разряжена.
  2. Аккумулятор перенес перезарядку, из-за чего раствор просто выкипел.
  3. Дистиллированная вода просто доливалась без замера показателей.

В первом случае падение — это естественное явление. Во втором, когда батарея перенесла перезарядку произошло частичное выкипание, что сильно повлияло на параметры жидкости. В третьем, упала плотность электролита в аккумуляторе из-за большого содержания воды.

Важно! Плотность электролита прямо влияет на качество батареи. А самое главное на то как она будет держать заряд.

Рекомендуется постоянно производить замеры показателя плотности электролита при первых признаках. К ним можно отнести быструю разрядку АКБ. В противном случае при долгой работе с некорректными показателями пластины внутри батареи будут разрушены. Исправить такое можно будет только полностью заменив батарею.

Способы повышения плотности

Повысить плотность электролита в АКБ можно поднять несколькими способами. Они различаются своей сложностью исполнения и длительностью.

Корректирующий электролит

Повышение плотности электролита в аккумуляторе происходит в несколько этапов. В этом действии важно соблюдать последовательность, только в этом случае можно получить достоверные результаты.

Также потребуются следующие инструменты и продукты:

  • ареометр;
  • стеклянные емкости;
  • груша для извлечения лишней жидкости;
  • перчатки для защиты;
  • пластмассовые защитные очки;
  • корректирующий электролит;
  • дистиллированная вода.

Важно! Перед тем как приступить к работе необходимо убедится, что батарея находилась несколько часов в помещении с температурой 20-25 градусов.

Чтобы реанимировать батарею и поднять плотность электролита в аккумуляторе требуется выполнить следующие действия:

  1. Зарядить АКБ, в котором предположительно упала плотность электролита. Важно чтобы батарея заряжалась около 8-12 часов. Необходимо чтобы она стала именно полностью заряженной, так как этот момент сильно влияет на показатели.
  2. После зарядки требуется замерить параметр ареометром в каждой банке АКБ. Показатели должны быть в пределах 1.25-1.27 г/см в кубе. Отклонение в показателях между банками допускается до 0.01.
  3. Если результат оказался ниже нормы, требуется откачать часть электролита из банок с недопустимыми параметрами.
  4. В банку заливается корректирующий электролит, в объеме в двое меньше откаченного. Далее заливают дистиллированную воду для закрытия пластин.
  5. Как только была произведена частичная замена электролита необходимо поставить АКБ на подзарядку. Достаточно 30-60 минут. После требуется оставить батарею на 2 часа чтобы жидкость смешалась.
  6. По истечению времени производится повторный замер. Если она все также ниже нормального действия повторяются.

Важно! Если планируется самостоятельно делать корректирующий электролит стоит заливать кислоту в воду, а не наоборот. В противном случае произойдет реакция, в ходе которой вода вскипит, и кислота расплескаться.

Выравнивание с помощью зарядки

Для этого метода потребуется зарядное устройство для АКБ с возможностью регулировать выходное напряжение. Простая зарядка, которая уменьшает силу тока при полном заряде не подойдет.

Корректировка плотности электролита в аккумуляторе происходит по следующей схеме:

  1. Батарея полностью заряжается.
  2. Когда электролит начинает кипеть силу тока снижается до 1-2 А.
  3. Пока электролит кипит вода из него испаряется и плотность постепенно повышается.
  4. После падения уровня необходимо долить электролит, и замерить плотность.

Выпариваться жидкость будет очень медленно и может понадобится более 24 часов. Этот способ наиболее безопасен. За счет естественного испарения замена производится без выкачивания химического раствора.

Полная замена

В случае если хоть в одной банке показатели ниже чем 1.18 г/м в квадрате, то поможет только полная замена электролита. Это действие стоит проводить очень аккуратно так как при ошибке вся батарея может выйти из строя.

Замена производится следующим образом:

  1. Из банок в АКБ выкачивается максимально возможное количество жидкости при помощи груши.
  2. После чего необходимо аккуратно перевернуть батарею на бок и просверлить отверстия в каждой банки. С них необходимо слить остатки электролита.
  3. После чего все емкости осторожно промываются дистиллятом. Отверстия запаиваются пластиком, который устойчив к кислоте.
  4. В свежевымытые банки заливается раствор электролита с необходимой плотностью. Далее батарея заряжается и проверяется на работоспособность.

Можно залить готовый корректирующий раствор, а после нормализовать параметры просто доливая дистиллированную воду.

Важно! Батарею требуется перевернуть очень аккуратно и медленно. Дело в том, что на дне остается осадок из свинца и при резком перевороте он может застрять между пластин тем самым их закоротив. После этого, как правило, батарея становится не дееспособной.

Как понизить

В некоторых случаях плотность не падает, а наоборот увеличивается. Такой исход также негативно сказывается на общем состоянии аккумулятора. Понижение происходит следующим образом:

  1. Из банок откачивается некоторое количество электролита.
  2. После чего заливается дистиллированная вода.
  3. Измеряется плотность, и в случае если она выше 1.27 необходимо добавить воды.

Желательно вводит воду постепенно. Это поможет избежать слишком сильного понижения показателей.

Чем опасна высокая или низкая плотность

Высокая плотность электролита в аккумуляторе приводит к быстрому разрушению пластин. С течением времени пластины будут съедены кислотой, и аккумулятор выйдет из строя.

Низкая плотность электролита в аккумуляторе не дает батареи держать заряд так как значительно падает емкость. Также повышенная концентрация именно воды увеличивает вероятность того что зимой такая батарея просто заледенеет из-за кристаллизации при низких температурах.

Также плотность рекомендуется выбирать исходя из времени года и региона. Разброс в параметрах не сильный, но это поможет избежать многих проблем с обслуживанием аккумулятора.

Советы и рекомендации

Для того, чтобы корректировка плотности прошла успешно, и батарея не была повреждена стоит следовать некоторым рекомендациям:

  • Замер производить только при температуре 20-25 градусов;
  • Все параметры измеряются у полностью заряженного аккумулятора;
  • Для корректировки использовать специальный раствор с плотностью 1.4. Нельзя заливать более насыщенный раствор кислоты, это приведет к разогреву электролита в батарее;
  • Корректируется жидкость в каждой банке, главное, чтобы между значениями отдельных емкостей не разнилось больше чем на 0.01;
  • Жидкость должна покрывать пластины на 1-2 см.

Совет! Если после всех манипуляций показатели падают за короткое время и не приходит в норму после зарядки батарею следует заменить.

Иногда выровнять плотность электролита в банках аккумулятора невозможно. Это, как правило, происходит по причине того, что батарея не исправна и аккумулятор не может держать плотность.

Заключение

Плотность электролита и его уровень оказывают сильное влияние на работоспособность и эффективность аккумулятора. Своевременная корректировка позволяет увеличить срок службы АКБ. Главное совершать все действия правильно в соответствие с нормами безопасности.

Новый метод увеличения плотности энергии в литиевых батареях - ScienceDaily

Юань Ян, доцент кафедры материаловедения и инженерии Columbia Engineering, разработал новый метод увеличения плотности энергии литиевых (литий-ионных) батарей. Он построил трехслойную структуру, которая устойчива даже в окружающем воздухе, что делает батарею более долговечной и более дешевой в производстве. Работа, которая может улучшить удельную энергию литиевых батарей на 10-30%, опубликована в Интернете в Nano Letters .

«Когда литиевые батареи заряжаются в первый раз, они теряют от 5 до 20% энергии в первом цикле», - говорит Ян. «Благодаря нашему дизайну мы смогли вернуть эту потерю, и мы думаем, что наш метод имеет большой потенциал для увеличения времени работы батарей для портативной электроники и электрических транспортных средств».

Во время первой зарядки литиевой батареи после ее изготовления часть жидкого электролита превращается в твердую фазу и наносится на отрицательный электрод батареи.Этот процесс, обычно выполняемый до отправки батарей с завода, является необратимым и снижает запас энергии в батарее. Потери составляют примерно 10% для современных отрицательных электродов, но могут достигать 20-30% для отрицательных электродов следующего поколения с большой емкостью, таких как кремний, поскольку эти материалы имеют большое объемное расширение и высокую площадь поверхности. Большие начальные потери уменьшают достижимую емкость в полной ячейке и, таким образом, ставят под угрозу выигрыш в плотности энергии и сроке службы этих наноструктурированных электродов.

Традиционный подход к компенсации этих потерь заключался в добавлении в электрод определенных материалов, богатых литием. Однако большинство этих материалов нестабильны в окружающем воздухе. Производство аккумуляторов в сухом воздухе, в котором совсем нет влаги, - гораздо более дорогостоящий процесс, чем производство на воздухе окружающей среды. Ян разработал новую трехслойную структуру электрода для изготовления литиированных анодов батарей в окружающем воздухе. В этих электродах он защищал литий слоем полимера ПММА, чтобы предотвратить реакцию лития с воздухом и влагой, а затем покрыл ПММА такими активными материалами, как искусственный графит или наночастицы кремния.Затем слой ПММА растворялся в электролите батареи, таким образом подвергая литий воздействию электродных материалов. «Таким образом, мы смогли избежать любого контакта с воздухом между нестабильным литием и литиированным электродом, - объясняет Ян, - поэтому трехслойный электрод может работать в окружающем воздухе. Это могло бы стать привлекательным шагом вперед на пути к массовому производству литиированных батарей. электроды ".

Метод

Янга снизил потери в современных графитовых электродах с 8% до 0.3%, а в кремниевых электродах от 13% до -15%. Цифра -15% указывает на то, что лития было больше, чем необходимо, и «лишний» литий можно использовать для дальнейшего увеличения срока службы батарей, поскольку избыток может компенсировать потерю емкости в последующих циклах. Поскольку плотность энергии или емкость литий-ионных аккумуляторов увеличивалась на 5-7% ежегодно в течение последних 25 лет, результаты Янга указывают на возможное решение для увеличения емкости литий-ионных аккумуляторов. Его группа сейчас пытается уменьшить толщину полимерного покрытия, чтобы оно занимало меньший объем в литиевой батарее, и расширить его технику.

«Эта трехслойная структура электрода действительно является продуманной конструкцией, которая позволяет обрабатывать литий-металлсодержащие электроды в условиях окружающей среды», - отмечает Хайлианг Ван, доцент химии Йельского университета, не принимавший участия в исследовании. «Первоначальная кулоновская эффективность электродов - большая проблема для индустрии литий-ионных аккумуляторов, и этот эффективный и простой в использовании метод компенсации необратимых потерь ионов лития вызовет интерес».

История Источник:

Материалы предоставлены Школой инженерии и прикладных наук Колумбийского университета . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Как создать более безопасную и энергоемкую литий-ионную батарею

Не проходит и месяца без шокирующих новостей о возгорании литий-ионных аккумуляторов: горят ноутбуки, авиалинии заземлены, ховерборды воспламеняются. Пожары 2016 года внутри смартфона Samsung Galaxy Note 7 привели к отзыву модели на 5 миллиардов долларов, а затем к прекращению выпуска модели, что в совокупности снизило рыночную капитализацию Samsung на многие миллиарды.

В январе 2017 года, после нескольких месяцев спекуляций, Samsung объявила, что две отдельные проблемы конструкции привели к сбою в работе батареи, что привело к перегреву некоторых устройств. То, что различные недостатки конструкции могут привести к одному и тому же катастрофическому результату, подчеркивает нестабильную по своей природе природу современных литий-ионных аккумуляторов. Таким образом, любой мобильный продукт, включающий их, потенциально небезопасен.

Эта опасность является результатом конструкторских и производственных решений, принятых четверть века назад, когда этот тип батарей был первоначально коммерциализирован.В то время эти решения имели смысл, но сегодня мы можем добиться большего, прежде всего за счет использования технологий производства, отточенных в отрасли производства микросхем. Наша компания Enovix Corp. из Фремонта, штат Калифорния, сделала именно это, и мы продемонстрировали, что можем производить литий-ионные батареи меньшего размера, менее дорогие и принципиально более безопасные, чем все, что есть сейчас на рынке.

В начале этого года мы начали пилотное производство нашей батареи на нашем дочернем предприятии Enovix на Филиппинах. Мы считаем, что сможем увеличить объем производства и что с массовым производством себестоимость единицы продукции будет снижаться темпами, аналогичными тем, которые достигаются в индустрии солнечных батарей.

Две ключевые проблемы, с которыми столкнулась Sony Corp., когда она решила коммерциализировать литий-ионную батарею еще в 1991 году. Для ее портативной видеокамеры - предвестника многих энергоемких портативных устройств в будущем - требовалась батарея очень большой емкости в компактном корпусе. . Аудиокассеты быстро уступили место компакт-дискам.

Последнее актуально, потому что магнитная записывающая лента для аудиокассет производилась на производственных линиях, которые покрывали пластиковую пленку магнитной суспензией, сушили ее, разрезали на длинные полосы и скатывали их.Поскольку для производства компакт-дисков использовался совершенно другой процесс производства, Sony внезапно обнаружила избыток оборудования для производства магнитной записывающей ленты и технических специалистов для эксплуатации этих машин. Менеджеры аккумуляторного подразделения Sony поняли, что они могут решить проблему одним махом, используя то же производственное оборудование и персонал для нанесения химических суспензий на металлическую фольгу, сушки и разрезания на электродные листы. Затем, чтобы сформировать сердечник батареи, два листа были прослоены полимерным разделителем, который позволяет ионам, но не электронам, течь между электродами, и весь пакет был намотан вместе, как рулон желе.Эта же производственная модель, построенная на основе токосъемников из металлической фольги с покрытием, с тех пор используется производителями литий-ионных аккумуляторов.

Эта конструкция была продуманной, но она усложнила задачу улучшения этих батарей в долгосрочной перспективе. Во-первых, это тратит впустую пространство.

В собранной батарее единственными материалами, которые хранят энергию, являются частицы, составляющие анод (отрицательный электрод) и катод (положительный электрод). Токосъемники, сепараторы и упаковочные материалы из металлической фольги, а также пустое пространство обычно составляют не менее 40 процентов от общего объема.Наличие такого большого пространства, предназначенного для чего-то другого, кроме хранения энергии, снижает удельную энергию батареи, которая обычно измеряется в ватт-часах на литр (Втч / л).

Например, обычная конструкция литий-ионного элемента для мобильных устройств обычно включает наматывание электродных листов и разделителя вместе, а затем сплющивание полученной спирали, чтобы она поместилась в тонкий металлический корпус или пластиковый пакет. Для этого процесса требуется заготовка определенной длины, то есть без покрытия, токосъемник и разделитель в начале и в конце, которые занимают объем, но не накапливают энергию.Также можно оставить пустое пространство в центре ячейки и по обеим сторонам ячейки, где оно закруглено из-за свернутой конструкции.

Полимерный разделитель является неактивным материалом и должен быть физически длиннее и шире электродов, чтобы края электродов не касались друг друга. Один из способов увеличить плотность энергии - уменьшить размер сепаратора. Однако если он станет слишком тонким, аккумулятор склонен к короткому замыканию.

Другой проблемой является присутствие микроскопических металлических частиц, неизбежно попадающих во время сборки, которые могут накапливаться в электрически активном месте, создавая большое короткое замыкание, которое шунтирует ток между электродами, чтобы резко повысить температуру.Это тепло, в свою очередь, может повлиять на соседние районы, вызывая так называемый тепловой выброс, который может вызвать взрыв и пожар. Удалить металлические частицы практически невозможно, потому что они образуются станками для резки, прокатки и намотки в процессе производства и сборки.

Дополнительные проблемы могут возникнуть во время зарядки, когда ионы лития текут от катода из оксида металлического лития к графитовому аноду (стандартный анодный материал практически во всех литий-ионных аккумуляторах, используемых в мобильных устройствах).Обычно ионы лития входят в зазоры в структуре кристаллической решетки графита - процесс, известный как интеркаляция. Но высокий зарядный ток, локальная нехватка активного анодного материала или низкая температура окружающей среды могут привести к тому, что ионы лития вместо этого окажутся на поверхности анода. Металлический литий затем может накапливаться в виде нитевидных структур, известных как дендриты, которые растут по мере заряда и разряда ячейки, в конечном итоге пробивая сепаратор и создавая короткое замыкание, что может привести к тепловому выходу из строя.Наконец, обычные литий-ионные батареи могут стать нестабильными, если они станут слишком теплыми, что также может привести к тепловому разгоне.

Эти проблемы были компенсированы большим преимуществом литий-ионных аккумуляторов по сравнению с никель-кадмиевым - предыдущим стандартом для аккумуляторных батарей в бытовой электронике. Но с тех пор, как была представлена ​​литий-ионная батарея, ее удельная энергия улучшилась всего примерно на 5 процентов в год. Это связано с производственными ограничениями и медленными темпами разработки новых материалов для электродов и электролита.Между тем, потребности мобильных устройств - особенно смартфонов, планшетов и носимых устройств - в электроэнергии растут во много раз быстрее.

К счастью, другие методы, заимствованные из полупроводниковой промышленности, могут работать намного лучше.

Микроэлектромеханические системы (МЭМС), изготовленные в трех измерениях с помощью фотолитографии, послужили моделью для исследования, которое один из нас (Лахири) и двое других соучредителей нашей компании начали в 2007 году. У нас уже был опыт разработки таких конструкций МЭМС - первоначально для использования в головках чтения-записи дисков с высокой плотностью записи, а затем для тестирования полупроводниковых пластин.

В результате этого сотрудничества была основана Enovix Corp. (первоначально называвшаяся microAzure Corp.) и начальное финансирование компании несколькими фирмами венчурного капитала Кремниевой долины. Первой целью компании было провести испытание концепции литий-ионной перезаряжаемой батареи, в которой вместо обычного графита в качестве анода использовался кремний. К 2012 году компания производила элементы с гораздо более высокой плотностью энергии, чем обычные литий-ионные элементы сопоставимого размера. Затем Enovix приступила к разработке недорогой крупносерийной производственной системы с помощью стратегических инвесторов Cypress Semiconductor, Intel Capital и Qualcomm Ventures.

Cypress Semiconductor ранее помогала своей дочерней компании SunPower производить высокоэффективные солнечные элементы с гораздо меньшими затратами и в больших объемах, чем могли бы сделать другие компании с их сложными многоступенчатыми процессами. С 2014 года Enovix разрабатывает и совершенствует методы создания своей батареи, основанные на производственных технологиях SunPower.

В батарее Enovix используется трехмерная архитектура ячеек, в которой электроды вытравлены на кремниевой пластине и покрыты металлическими токоприемниками, которые намного тоньше фольги, используемой в обычных элементах.За счет чередования катода, анода и разделителя на пластине толщиной 1 миллиметр значительно сокращается ненужное пространство. В нашей батарее полные 75 процентов объема предназначены для хранения энергии. Одно это увеличивает емкость примерно на 25 процентов по сравнению с обычными ячейками. Точно так же вес уменьшается пропорционально для батареи заданной емкости, хотя обычно объем является более важным ограничением для мобильных устройств.

В нашей архитектуре с плоскими ячейками можно в полной мере использовать преимущества ряда достижений в области химии электродов.Чтобы понять, почему это так, вам нужно немного больше узнать о том, как работает обычный литий-ионный аккумулятор, в частности о том, как графитовый анод поглощает ионы лития, когда аккумулятор заряжается, и выбрасывает их обратно в электролит, когда аккумулятор разряжается. . На аноде один атом лития соединяется с шестью атомами углерода в графите с образованием LiC 6 . Это дает графиту теоретическую удельную емкость около 372 миллиампер-часов на грамм. Поскольку соотношение атомов лития и углерода составляет 1: 6, происходит лишь небольшое набухание.

Вместо графита в качестве материала анода используется кремний. Кремний привлекателен тем, что он образует сплав Li 22 Si 5 . Это очень высокое соотношение лития и кремния позволяет кремнию накапливать около 4200 мАч / г, невероятное количество. Но повышенное поглощение кремнием ионов лития может вызвать его набухание до 400 процентов.

Конечно, любая конструкция, в которой используется увеличенная емкость кремниевого анода, должна соответствовать ей на другом конце, увеличивая толщину катода или используя более качественный материал.Обычно используемые катоды, такие как оксид лития-кобальта (LCO), оксид литий-никель-марганца-кобальта (NMC) и оксид лития-никель-кобальт-алюминий (NCA), имеют полезную емкость 140 мАч / г, 170 мАч / г и 185 мАч / г. соответственно. Прямо сейчас мы используем катод NCA, размер которого соответствует емкости кремниевого анода. Однако мы можем использовать любой из обычных литий-ионных катодных материалов, и эта гибкость должна позволить нам соответствовать требованиям конкретных приложений.

Хотя можно добавить кремний в аноды аккумуляторов, производимых традиционным способом, вы не можете добавить слишком много.Это связано с тем, что по мере того, как кремний поглощает литий и расширяется, он в конечном итоге отделяет анод от токосъемника из металлической фольги. Это объясняет, почему коммерческие литий-ионные аккумуляторы до сих пор ограничиваются смесью кремния и графита от 5 до 10 процентов.

Enovix решает эту проблему, делая свой кремний пористым, так что расширение сжимает его крошечные внутренние полости, а не разбухает весь анод. Эта особенность поддерживает структурную целостность соединения между анодом и его токосъемником во время повторяющихся циклов заряда-разряда.Эта способность контролировать расширение анода является одним из ключевых преимуществ нашей системы по сравнению с традиционной архитектурой литий-ионных аккумуляторов, впервые разработанной Sony.

В зависимости от размера и толщины наши элементы упаковывают в заданный объем от 1,5 до 3 раз больше энергии, чем обычные литий-ионные элементы. Поскольку наша аккумуляторная архитектура позволяет использовать более широкий спектр электродных материалов, мы рассчитываем воспользоваться преимуществами продолжающихся исследований в области материалов, которые до сих пор улучшали производительность обычных аккумуляторов примерно на 5 процентов в год.Но поскольку мы также можем использовать будущее повышение эффективности в рамках нашей структурной конструкции, мы ожидаем, что удельная энергия наших батарей будет улучшаться в два-три раза быстрее, чем у обычных батарей.

Еще одно большое преимущество нашей конструкции - повышенная безопасность. Как нам этого добиться? Во-первых, мы используем лучший разделитель.

В обычном литий-ионном элементе сепаратор обычно изготавливается из пластика или полимера, поскольку он должен быть достаточно гибким, чтобы его можно было сворачивать.В результате обычные сепараторы с большей вероятностью выйдут из строя при высоких температурах. В нашей плоской конструкции можно разместить керамический сепаратор , который намного более устойчив к нагреванию.

Кроме того, способность нашего кремниевого анода поглощать литий без разбухания делает его менее восприимчивым к литиевому покрытию даже при высоком токе заряда. Если в любом случае произойдет короткое замыкание, мы используем множество распределенных электродов - в отличие от длинных листов - ограничит ток, который может протекать между любой отдельной парой анод / катод, что значительно снижает риск теплового разгона.

Производство Fab: стандартное оборудование для производства солнечных элементов производит трехмерные кремниевые пластины на экспериментальном предприятии Enovix во Фремонте, штат Калифорния. Фото: Enovix Corporation

Наша катодная конструкция также более безопасна. Обычно, когда материал катода достигает критической температуры (что может произойти при коротком замыкании), он самопроизвольно разрушается, выделяя кислород, который может разжечь огонь. Этот пробой может переходить от катодной частицы к катодной частице, когда следующая частица достигает критической температуры, вызывая тепловой разгон.Наша архитектура разбивает катод на сотни или тысячи крошечных сегментов, разделенных кремнием, который проводит тепло почти так же хорошо, как алюминий, что затрудняет начало безудержной реакции. В отличие от этого, катод обычной батареи с обмоткой представляет собой один длинный лист, позволяющий неуправляемым реакциям быстро распространяться по устройству.

Все эти характеристики, вместе взятые, по существу исключают опасность взрыва и пожара.

Недавно мы сравнили наш прототип носимого устройства с аналогичным коммерческим литий-ионным аккумулятором, намеренно создав опасный сценарий.Мы перезарядили обычный литий-ионный аккумулятор емкостью 130 мАч и наш кремниевый литий-ионный аккумулятор емкостью 100 мАч до 250 процентов емкости и одновременно проткнули упаковку каждого из них (с помощью стандартного теста на проникновение гвоздя). Обычный литий-ионный элемент загорелся, а наш кремниевый литий-ионный элемент - нет.

Чтобы изготовить батарею Enovix , мы начнем с кремниевой пластины толщиной 1 миллиметр. Это не обязательно должен быть материал для микросхем - это может быть тот же недорогой материал, который используется для производства солнечных элементов.На пластину мы наносим фотолитографическую маску и травим требуемый рисунок с помощью типичных кремниевых травителей, заимствованных из солнечной промышленности. Поскольку узор может различаться по форме - квадратной, прямоугольной, круглой, овальной, шестиугольной, а также по длине и ширине, у нас есть возможность формировать самые разные конструкции ячеек. Силикон, оставшийся там, где была помещена маска, образует аноды и «основу» структуры переплетенных ячеек.

Затем мы выборочно наносим тонкий слой металлической пленки на аноды и основы для формирования токоприемников, а затем наносим керамический сепаратор вокруг коллектора на аноды.Поскольку аноды и магистрали электрически не соединены на пластине, мы можем выборочно гальванизировать различные покрытия на каждом из них. Для создания катодов мы вводим обычную катодную суспензию, заполняя оставшиеся пустоты в пластине. Затем лазер срезает с пластины одну матрицу толщиной 1 мм за другой, при этом поперечные размеры каждой матрицы приблизительно соответствуют размерам окончательной батареи. Затем к каждой матрице прикрепляются положительные и отрицательные язычки, которые запекаются для удаления влаги и укладываются друг на друга, чтобы сформировать батарею нужной высоты.Все язычки соединяются, образуя один положительный и отрицательный язычки для ячейки, и полученная в результате пакетная ячейка затем складывается или вставляется в металлическую банку, которая заполняется электролитом, герметизируется и тестируется.

Архитектура, фотолитография кремниевых пластин и процесс травления, которые мы используем, сравнимы с тем, что используется в трехмерной МЭМС. Поэтому мы назвали наше устройство кремниевой литий-ионной батареей 3D. Мы сравнили прототип с обычной литий-ионной батареей того же форм-фактора, разработанной для использования в умных часах (размер батареи 18 на 27 на 4 мм).Наши внутренние тесты показали, что наша батарея имеет гораздо большую емкость и соответствующее увеличение плотности энергии - 695 Втч / л по сравнению с примерно 460 у обычных элементов.

Большая часть этой производственной технологии, конечно же, исходит из бизнеса солнечных батарей. Прогресс в этой области, вызванный огромными инвестициями в НИОКР по всему миру, сразу объясняет низкую стоимость нашего производственного подхода и вероятность того, что его эффективность и масштаб продолжатся.

Потребители стремятся к более качественным и мощным батареям для своих мобильных устройств, как показывают результаты опроса за другим.Наиболее требовательными являются носимые устройства и микросенсоры, которые создаются для Интернета вещей. В таких устройствах Интернета вещей даже меньше места для батарей, чем в планшетах и ​​смартфонах.

Это не первый случай, когда фотолитография и производство пластин внезапно изменили целые отрасли. Впервые это произошло, когда в компьютерах стали использоваться интегральные схемы. Эти методы изготовления были также применены к освещению, которое перешло от люминесцентных трубок к светодиодам и к видеодисплеям, которое перешло от электронно-лучевых трубок к жидкокристаллическим дисплеям.

Мы считаем, что применяемый нами подход приведет к аналогичной трансформации на рынке литий-ионных аккумуляторов. Изменения сначала появятся в носимых устройствах, затем в IoT и телефонах и, в конечном итоге, в электромобилях и хранилищах сетей по мере увеличения объемов и снижения производственных затрат. Это изменение уже произошло в солнечной отрасли.

С более безопасными, тонкими и энергоемкими батареями дизайнеры получат больше возможностей для создания революционных продуктов.Ожидайте, что мобильные устройства станут меньше, будут дольше работать без подзарядки и будут продолжать предоставлять удивительные новые возможности для улучшения нашей жизни.

Эта статья была обновлена ​​16 февраля 2018 г. В печатном журнале за март 2018 г. она появилась как «Создание более безопасной и плотной литий-ионной батареи».

Об авторах

Ашок Лахири, Нирав Шах и Кэмерон Дейлз работают в Enovix Corp., базирующейся во Фремонте, Калифорния. Лахири, технический директор, стал соучредителем компании в 2007 году.

Что такое плотность уплотнения для аккумулятора?

Введение

Плотность уплотнения подразделяется на анодную плотность с отрицательной плотностью и плотность с уплотнением с положительным значением. В конструкции литий-ионных батарей плотность уплотнения = поверхностная плотность / (толщина после прокатки полюсного наконечника - толщина токоприемника), единица: г / см3, что является основным определением.

При производстве литий-ионных аккумуляторов плотность уплотнения оказывает большое влияние на характеристики аккумуляторов.Экспериментально доказано, что плотность уплотнения тесно связана с удельной емкостью листа, эффективностью, внутренним сопротивлением и характеристиками цикла батареи. Выбор оптимальной плотности уплотнения важен для конструкции батареи. Как правило, чем выше плотность уплотнения, тем выше емкость аккумулятора, поэтому плотность уплотнения также считается одним из эталонных показателей плотности энергии материала. Плотность уплотнения связана не только с размером и плотностью частиц, но также с градацией частиц.Как правило, компактная плотность имеет хорошее нормальное распределение частиц. Можно считать, что при определенных условиях условий процесса, чем больше плотность уплотнения, тем выше емкость аккумулятора.

Плотность уплотнения - важный параметр при производстве литий-ионных аккумуляторов. Чтобы увеличить плотность энергии, мы, как правило, хотим как можно больше увеличить плотность уплотнения. На рисунке ниже показаны 2,7, 2,9 и 3,4 г / под контролем той же толщины.Изменение размера микропор внутри электрода при плотности уплотнения см3 видно из рисунка, поскольку плотность уплотнения постепенно увеличивается, размер микропор внутри электрода также постепенно уменьшается.

(Изображение из Интернета. Все права защищены.)

В развернутом электроде только 50% пространства занято активным материалом, увеличение плотности уплотнения может эффективно увеличить объемную плотность энергии и весовую плотность энергии электрода, но это также влияет на структуру электрода, например на поры.Скорость, удельная поверхность, распределение пор по размерам и кривизна также влияют на распределение связующего и проводящего агента в электроде, что оказывает значительное влияние на электрохимические характеристики литий-ионной батареи.

Взаимосвязь между высокопроизводительной батареей и плотностью уплотнения

Чем выше плотность уплотнения высокопроизводительной батареи, тем меньше величина поглощения жидкости батареей, и прямая взаимосвязь между внутренней структурой электрода и положительным и отрицательным электродами батареи имеет разные формы и размеры.Материал равномерно распределяется по поверхности алюминиевой фольги и медной фольги. Разница в плотности уплотнения изменяет расстояние и зазор между частицами.

Чем больше плотность уплотнения, тем плотнее контакт между частицами и тем меньше расстояние и зазор между частицами. Электролит находится в жидком состоянии, и при введении достаточного количества электролита электролит проникнет в зазор между частицами до состояния насыщения.Чем меньше расстояние и зазор между частицами, тем меньше площадь контакта с электролитом, меньше пространство для поглощения электролита и соответствующее количество поглощенного электролита, что означает, что разные плотности уплотнения влияют на поглощающую способность аккумулятора. Главная причина. Конечно, различное сырье также будет вызывать разные показатели всасывания из-за различий в морфологии частиц и структурном размере зерен, и влияние на этот аспект еще предстоит изучить.

Влияние плотности уплотнения на высокую емкость аккумулятора

Плотность уплотнения высокопроизводительной батареи влияет на емкость батареи и удельную энергию, та же конструкция емкости, качество батареи близко; разная плотность уплотнения, разная толщина полюсного наконечника, разная толщина батареи в сборе. Различная плотность уплотнения сильно влияет на толщину батареи, максимальная разница в толщине равна 0.7мм, что составляет 10% толщины аккумулятора; влияние разной плотности уплотнения на емкость lC аккумулятора неочевидно; изменение толщины имеет большую энергию по отношению к объему батареи. Влияние плотности уплотнения на объем батареи для изменения объемной удельной энергии батареи до некоторой степени, с этой точки зрения, увеличение плотности уплотнения является одним из эффективных способов увеличения объемной удельной энергии литий-ионного сплава. ионный аккумулятор.

Влияние плотности уплотнения на внутреннее сопротивление

Влияние плотности уплотнения высокопроизводительной батареи на внутреннее сопротивление батареи, влияние различной плотности уплотнения на внутреннее сопротивление батареи, увеличение плотности уплотнения может в определенной степени снизить внутреннее сопротивление батареи , а закон влияния положительного и отрицательного электродов аналогичен.

Внутреннее сопротивление батареи в определенной степени отражает разницу во внутренней проводимости батареи. При одних и тех же условиях рецептуры и исходного материала плотность уплотнения увеличивается, расстояние между частицами исходного материала уменьшается, вероятность контакта увеличивается, а площадь контакта между частицами увеличивается. Большие токопроводящие перемычки и каналы увеличиваются, сопротивление батареи уменьшается, а внутреннее сопротивление уменьшается.

Влияние плотности уплотнения высокоскоростной батареи на характеристики высокоскоростной разрядки батареи

Чрезмерная или слишком малая плотность уплотнения повлияет на скорость разрядки высокопроизводительных аккумуляторов. Следовательно, для достижения идеальных характеристик сильноточного разряда существует оптимальный диапазон плотности уплотнения.

  1. Плотность уплотнения слишком велика, расстояние между частицами уменьшается, контакт становится более плотным, а электронная проводимость увеличивается, но канал движения ионов уменьшается или блокируется, что не способствует быстрому перемещению большого количества частиц. ионов, тем самым ограничивая его большой ток разряда и поляризацию во время разряда.При увеличении разрядное напряжение уменьшается, а разрядная емкость уменьшается;
  2. Плотность уплотнения слишком мала, расстояние между частицами увеличивается, ионный канал увеличивается, а поглощение электролита жидкостью увеличивается, что способствует быстрому перемещению ионов. Однако из-за чрезмерного расстояния между частицами вероятность контакта и площадь контакта между частицами уменьшаются, что не способствует проникновению электронов. Проводимость, проводимость снижается, чтобы влиять на разряд с большим током, а поляризация разряда увеличивается.

Следовательно, надлежащий диапазон плотности уплотнения может гарантировать достаточный контакт между частицами, не блокируя канал движения ионов, обеспечивая при этом хорошую электропроводность и быстрое движение ионов электрона во время сильноточного разряда, уменьшая поляризацию разряда и увеличивая напряжение платформы разряда.

Влияние плотности уплотнения на высокоскоростные циклические характеристики аккумуляторов

Есть много факторов, влияющих на циклические характеристики высокопроизводительных батарей.С точки зрения влияния различной плотности уплотнения на производительность высокоскоростного цикла степень влияния очевидна.

Кроме того, разница в величине абсорбции жидкости, внутреннем сопротивлении, быстродействии разряда и среднем напряжении батареи будет влиять на характеристики высокоскоростного цикла литий-ионной батареи, и эти факторы имеют определенную корреляцию с плотностью уплотнения. , поэтому плотность уплотнения оказывает комплексное влияние на производительность литий-ионных аккумуляторов с высокой скоростью циклирования.

Подробнее об аккумуляторе

Следите за официальным блогом Grepow, и мы будем регулярно обновлять отраслевые статьи, чтобы держать вас в курсе событий в области производства аккумуляторов.

Grepow: https://www.grepow.com/

Блог Grepow: https://blog.grepow.com/

Разве QuantumScape решила проблему с батареей, которой уже 40 лет?

Если электромобили когда-нибудь собираются полностью вытеснить на дорогах мира газовых пожирателей, им понадобится совершенно новый тип аккумулятора.Несмотря на неуклонное улучшение за последнее десятилетие плотности энергии и срока службы литий-ионных батарей, элементы в новых электромобилях по-прежнему отстают от двигателей внутреннего сгорания практически по всем показателям производительности. Большинство электромобилей имеют дальность действия менее 300 миль, для зарядки их аккумуляторных блоков требуется более часа, элементы теряют почти треть своей емкости в течение десятилетия и представляют серьезную угрозу безопасности из-за их легковоспламеняющихся материалов.

Решение этих проблем известно десятилетиями: оно называется твердотельной батареей, и оно основано на обманчиво простой идее.Вместо обычного жидкого электролита - вещества, которое переносит ионы лития между электродами - он использует твердый элоктролит. Кроме того, отрицательная клемма батареи, называемая ее анодом, сделана из чистого металлического лития. Эта комбинация направит его плотность энергии через крышу, обеспечит сверхбыструю зарядку и устранит риск возгорания аккумулятора. Но за последние 40 лет никому не удавалось создать твердотельную батарею, которая соответствовала бы этому обещанию - до тех пор, пока в начале этого года не стал секретный стартап QuantumScape, заявивший, что решил проблему.Теперь у него есть данные, подтверждающие это.

Во вторник впервые соучредитель и генеральный директор QuantumScape Джагдип Сингх публично обнародовал результаты испытаний твердотельной батареи компании. Сингх говорит, что батарея решила все основные проблемы, которые преследовали твердотельные батареи в прошлом, такие как невероятно короткий срок службы и низкая скорость зарядки. Согласно данным QuantumScape, его ячейка может заряжаться до 80 процентов емкости за 15 минут, она сохраняет более 80 процентов своей емкости после 800 циклов зарядки, она негорючая, а ее объемная плотность энергии превышает 1000 ватт-часов на литр на уровне элементов, что почти вдвое превышает удельную энергию литий-ионных аккумуляторов верхнего уровня.

«Мы думаем, что мы первые, кто решит твердотельные решения», - сказал Сингх WIRED перед объявлением. «Никакие другие твердотельные системы не могут сравниться с этим».

Батарейный элемент QuantumScape размером и толщиной с игральную карту. Его катод, или положительный вывод, сделан из никель-марганцево-кобальтового оксида, или NMC, который сегодня является обычным химическим составом для электромобилей. Его отрицательный электрод, или анод, сделан из чистого металлического лития, но точнее сказать, что у него вообще нет анода, поскольку он изготовлен без него.Когда батарея разряжается во время использования, весь литий течет с анода на катод. Свободное место на анодной стороне - тоньше человеческого волоса - временно сжимается, как гармошка. Процесс меняется на противоположный, когда батарея заряжается, и ионы лития снова затекают в анодное пространство.

«Эта безанодная конструкция важна, потому что это, вероятно, единственный способ, которым сегодня могут быть произведены литий-металлические батареи с существующими производственными мощностями», - говорит Венкат Вишванатан, инженер-механик, работающий над литий-металлическими батареями в Университете Карнеги-Меллона и технический советник QuantumScape.«Без анода было большой проблемой для сообщества».

Но ключом к прорыву QuantumScape в твердотельных технологиях является гибкий керамический сепаратор, который находится между катодом и анодом. Это материал, который переводит «твердое тело» в твердое состояние. Как и жидкий электролит, который находится между электродами в обычном элементе, его основная функция - переносить ионы лития от одного вывода к другому, когда батарея заряжается и разряжается. Разница в том, что твердый сепаратор также действует как барьер, который удерживает дендриты лития - металлические усики, которые образуются на анодах из металлического лития во время циклов зарядки - от изгиба между электродами и возникновения короткого замыкания.

Пейзаж твердотельных батарей - QuantumScape

Возможное увеличение плотности энергии для литий-металлической анодной батареи известно с середины 1970-х годов. Однако также было известно, что литий-металлические аноды не работают с обычными жидкими электролитами из-за двойных проблем образования дендритов при зарядке батареи и быстрого роста импеданса из-за химической побочной реакции между жидким электролитом и литием. металл. Дендриты представляют собой игольчатые образования металлического лития, которые могут расти через сепаратор и замыкать ячейку.Импеданс относится к внутреннему сопротивлению ячейки; рост этого сопротивления снижает энергоемкость ячейки, а также ее способность работать с высокими показателями мощности.

Таким образом, широко распространено мнение, что для изготовления литий-металлической анодной батареи требуется твердотельный сепаратор, который примерно такой же проводящий, как и жидкость, но препятствует образованию дендритов и не реагирует с металлическим литием. Более 40 лет промышленность искала такой материал.

Обещание твердотельной литий-металлической батареи

Оказывается, что литий-металлический анод, обеспечиваемый таким твердотельным сепаратором, мог бы решить не только проблему плотности энергии, но также и ряд других ограничений обычных литий-ионных батарей, поскольку многие из них проистекают из анод угольный также , в т.ч .:

  1. Плотность энергии: Поскольку углерод, составляющий анод, занимает место и имеет массу, его устранение увеличивает плотность энергии элемента.
  2. Плотность мощности / быстрый заряд: Литий, который проходит через элемент в анод, должен диффундировать в углерод со скоростью, которая определяется фундаментальными свойствами материала графита. Любые попытки направить ионы лития в частицы угольного анода быстрее, чем эта естественная скорость диффузии, могут привести к «осаждению» лития на поверхности частицы вместо диффузии в нее, что приведет к потере емкости и сбоям. Устранение сажи снимает это ограничение, обеспечивая быструю зарядку без каких-либо неблагоприятных воздействий.
  3. Срок службы: Срок службы элемента частично ограничен необратимой химической побочной реакцией (т.е. нежелательной реакцией) на границе раздела углеродной частицы и жидкого электролита, который потребляет небольшое количество лития при каждой зарядке. -разрядный цикл, приводящий к кумулятивной потере емкости (и, следовательно, энергии) в течение срока службы элемента. При отсутствии углерода в аноде эта побочная реакция должна быть устранена, что приведет к увеличению срока службы элемента.
  4. Безопасность: Полимерный сепаратор и жидкий электролит, используемые в литий-ионных батареях, являются углеводородами и горючими веществами. Для разжигания огня требуются три элемента: топливо, источник кислорода и источник тепла. Поскольку электролит - топливо - находится в прямом контакте с катодом, который представляет собой оксид, единственный другой элемент, необходимый для возникновения пожара, - это источник тепла. Источником тепла может быть множество условий неправильного использования, от внутренних коротких замыканий до несчастных случаев. Замена полимерного сепаратора твердотельным керамическим сепаратором, который термически стабилен до очень высоких температур и не горит (поскольку он уже окислен), снижает содержание топлива в элементе и обеспечивает термически стабильный барьер между анодом и катодом.
  5. Стоимость: Стоимость материалов, связанных с углеродным анодом и производственным процессом анодного электрода, может быть устранена путем замены углеродного анода анодом из металлического лития. Кроме того, традиционный процесс формирования, одна из самых дорогих частей процесса производства батарей, при котором собранные элементы должны находиться на хранении в течение нескольких недель, чтобы сформировать надлежащие границы раздела на частицах электрода и позволить выявить производственные дефекты. , можно значительно упростить.

Задача

Это обещание твердотельных литий-металлических батарей, и поэтому промышленность так взволнована открывающимися возможностями. Однако создание твердотельного керамического сепаратора, необходимого для выполнения этого обещания, оказалось очень сложной задачей. В частности, такому разделителю необходимо:

(а) имеют литий-ионную проводимость , аналогичную или лучше, чем у современных жидких электролитов;

(b) быть химически и электрохимически стабильным по отношению к металлическому литию ; и

(c) сопротивляются образованию литий-металлических дендритов .

Несмотря на десятилетия работы, промышленность не нашла сепараторных материалов, удовлетворяющих этим требованиям.

Сравнение материалов сепаратора

Были опробованы многие классы разделительных материалов, ни один из которых не показал одновременного соответствия ключевым требованиям. К ним относятся:

  • Полимеры: Литийпроводящие полимеры, такие как оксид полиэтилена, изначально считались кандидатом для твердотельного сепаратора.К сожалению, они, как правило, не соответствуют всем трем указанным выше требованиям. Во-первых, их проводимость слишком мала, и для работы требуются повышенные температуры. Во-вторых, низкая стабильность полимеров при контакте с металлическим литием приводит к увеличению импеданса в течение срока службы и требует, чтобы на аноде использовалась литиевая фольга для подачи избыточного лития в элемент, что снижает плотность энергии и увеличивает стоимость. В-третьих, они слишком мягкие, чтобы препятствовать проникновению через них дендритов металлического лития.Кроме того, они нестабильны при напряжении выше 3,8 вольт, что еще больше снижает плотность энергии из-за необходимости использования низкоэнергетического материала катода.
  • Сульфиды: Открытие литий-проводящих сульфидов, таких как LGPS профессором Риоджи Канно в Японии в 2011 году, вызвало ажиотаж, поскольку они обладают высокой проводимостью по ионам лития, что соответствует требованию (а) выше. Однако они являются одними из наиболее термодинамически нестабильных из широко исследуемых твердотельных электролитов - реагируют как на катодной стороне высокого напряжения, так и на литиевой стороне низкого напряжения.Чтобы компенсировать эту реактивность, на катодные материалы обычно наносят покрытие. К сожалению, эти покрытия часто повышают внутреннее сопротивление элемента и делают его неспособным работать при высокой мощности или низких температурах. Но, что наиболее фатально, оказывается, что, несмотря на годы работы, сульфиды не показали, что они предотвращают образование дендритов при низких температурах и высоких скоростях заряда, что делает их просто непригодными для использования в коммерческих аккумуляторных системах для электромобилей.
  • Оксиды: Сепараторы литий-проводящих оксидов были открыты за последние несколько десятилетий, но хотя некоторые оксиды обладают достаточной проводимостью и стабильностью по отношению к металлическому литию, обычные оксиды также не смогли подавить образование дендритов при требованиях к скорости заряда в автомобиле.
  • Композиты: Некоторые группы работали над композитами, состоящими из полимеров и керамики, в надежде, что они смогут уловить «лучшее из обоих миров» - простоту работы с полимерами с твердостью керамики. К сожалению, такие подходы вместо этого приводят к «худшему из обоих миров», что приводит к нестабильному материалу, который не может предотвратить образование дендритов, поскольку дендриты, кажется, прорастают через поверхность раздела между двумя материалами.
  • Жидкости: Некоторые группы продолжали работать над обычными жидкими электролитами, но эти усилия все еще сталкиваются с двумя проблемами: образованием дендритов и ростом импеданса в результате химической побочной реакции между жидкостью и металлическим литием.

Важно отметить, что если у кого-то есть система, использующая любой из вышеупомянутых разделительных материалов, все еще возможно изготавливать ячейки и сообщать о результатах цикла, но этот цикл должен выполняться в скомпрометированных условиях тестирования. В частности, вот некоторые из наиболее часто используемых компромиссов:

  1. Углеродный или углеродно-кремниевый анод вместо металлического лития : Переход к размещенному аноду приносит в жертву преимущества литий-металлических анодов, такие как плотность энергии, быстрая зарядка, срок службы, безопасность и меньшая стоимость.Таким образом, эти подходы не являются ступенчатым изменением производительности, требуемым для массовых электромобилей.
  2. Низкая плотность тока: При низкой плотности тока, например 1-2 мА / см 2 , даже жидкость можно заставить работать с металлическим литием. Однако такие низкие плотности тока не подходят для автомобильных приложений.
  3. Повышенные температуры или давления: При повышенных температурах металлический литий мягче и с меньшей вероятностью образует дендриты. Кроме того, высокие температуры увеличивают проводимость таких материалов, как полимеры и сульфиды, и снижают удельное сопротивление катодных покрытий.Однако необходимость в повышенной температуре делает ячейку непрактичной и слишком дорогой для большинства коммерческих приложений. Повышенное давление аналогичным образом обеспечивает способ «втиснуть» литий в более гладкую структуру, но слишком высокое давление, такое как давление выше 10 атмосфер, просто непрактично даже в автомобильных приложениях.
  4. Срок службы при низком цикле: Из-за стохастической природы дендритов и прогрессивного характера роста импеданса многие клетки, изготовленные из материалов, не отвечающих вышеуказанным требованиям, могут выполнять несколько циклов, но их недостаточно, чтобы быть коммерчески жизнеспособными, и клетки недостаточно надежны, чтобы их можно было использовать в реальных приложениях.
  5. Избыток лития на аноде: Некоторые усилия начинаются с избыточного слоя лития на аноде, который упрощает процесс нанесения лития, но за счет плотности энергии и стоимости, что делает эти подходы непрактичными и для автомобильных приложений. .

Ключевые вопросы

В последнее время появилось множество анонсов и претензий, касающихся твердотельных аккумуляторов. Первый вопрос, который следует задать при оценке требований к твердотельным элементам, заключается в том, используются ли в элементах литий-металлический анод или обычный размещенный (углеродный или углерод-кремний) анод. Если они действительно используют размещенный анод, ключевые показатели производительности для этих батарей будут аналогичны обычным литий-ионным батареям и не будут реализовывать преимущества твердотельного литий-металлического подхода (значительно более высокая плотность энергии, быстрая зарядка, срок службы, и стоимость). В эту категорию попадает ряд недавних претензий.

Если в рассматриваемом твердотельном элементе действительно используется литий-металлический анод, следующий вопрос, который следует задать, - это , может ли он работать в бескомпромиссных условиях испытаний, включая близкую и ниже комнатной температуры и высокую плотность тока (т.е., высокие показатели мощности, такие как 1-часовая зарядка или 15-минутная зарядка). В частности, какой срок службы аккумулятора обеспечивает при температуре, близкой к комнатной (~ 30 ° C), с автомобильной мощностью (> 3 мА / см 2 , требуется для зарядки в течение одного часа)? Если клетки не могут работать в этих условиях, мы считаем, что они коммерчески нежизнеспособны . Многие другие объявления о твердотельных литий-металлических изделиях попадают в эту категорию.

Подход QuantumScape

Многие твердотельные объявления либо вообще не отображают никаких данных, либо пропускают некоторые из вышеперечисленных параметров, когда они сообщают данные, оставляя в лучшем случае неполную картину.В QuantumScape мы разработали твердотельный керамический сепаратор, способный удовлетворить эти требования, не требуя соблюдения условий испытаний, описанных выше. Мы представили данные, показывающие, что однослойные версии наших твердотельных литий-металлических элементов могут выполнять более 1000 циклов и сохранять более 90% своей начальной энергии при циклической работе с агрессивной мощностью 1 ° C, близкой к комнатной температуре и с умеренным давлением. . Совсем недавно мы представили данные, показывающие, что многослойные клетки повторяют около 800 циклов с аналогичным сохранением емкости.

Мы собрали данные о ключевых показателях производительности в рамках основных разработок в области технологии твердотельных аккумуляторов на основе информации, которую мы смогли получить, предположить или извлечь из публично раскрытых материалов и презентаций. Эти данные представлены в таблице ниже и актуальны по состоянию на 4 марта 2021 года.

Мы надеемся, что этот документ поможет нашим заинтересованным сторонам понять более широкий технологический ландшафт технологии твердотельных батарей и особый подход QuantumScape.

Проблема с зарядкой: как работают аккумуляторы в телефоне - и почему некоторые взрываются | Смартфоны

Срок службы батареи - взрывоопасная проблема.Буквально, как Samsung с тревогой обнаруживает. Смартфон Galaxy Note 7 компании после выпуска получил высокую оценку за лучшее в своем классе время автономной работы, намного превосходящий своего основного конкурента, iPhone 6S и 7 Plus. Потом он начал взрываться. Samsung выпустила программу отзыва и замены, и запасные части также начали быстро расти, что вынудило компанию полностью приостановить производство.

Это событие стало очередным препятствием в долгой борьбе за улучшение батарей, питающих нашу электронику.В то время как скорость обработки данных удваивается примерно каждые 18 месяцев, емкость аккумулятора увеличивается в той же степени почти за десять лет. Этот пробел начинает вызывать проблемы, но, как выяснила компания Samsung, его стоимость исправить непросто.

Смартфон часто работает меньше суток, ноутбука - всего несколько часов, а электромобиль изо всех сил пытается проехать 350 миль. Так почему же время автономной работы все еще остается такой проблемой - и когда мы собираемся это исправить?

Что такое аккумулятор?

Внутри этого пластикового и металлического корпуса находится небольшая коробочка с химическими веществами, готовыми вступить в реакцию и создать электричество.Фотография: BitchBuzz / Flickr

Батареи - это небольшие емкости с химической энергией. Когда смартфон подключен к сети, электричество используется для сброса химической реакции в батарее, переносящей электроны с отрицательного анода на катод - положительный конец батареи.

После зарядки аккумулятор может вырабатывать электричество, направляя электроны через цепь, в данном случае смартфон, к аноду, и будет продолжать делать это до тех пор, пока все электроны, содержащиеся в аккумуляторе, не перейдут на анод или встроенный -в выключателе отключает аккумулятор.

Из чего сделан аккумулятор?

Внутри типичной батареи есть анод, катод и электролит - то, через что проходят положительные ионы.

Литий-ионные батареи, используемые в большинстве смартфонов и электроники, имеют катод из оксида металла, состоящий из смеси кобальта, никеля, марганца или железа, анод из пористого графита, который удерживает ионы лития внутри, и электролит из литиевой соли.

Положительно заряженные ионы лития проходят через электролит от анода к катоду, перемещая электроны через смартфон по мере необходимости и обратно к аноду.

Почему этого недостаточно?

Значок низкого заряда батареи на Nokia Lumia 800 в кармане джинсов. Фотография: Martin Abegglen / Flickr

Принцип работы батареи может быть простым, но химия и технология, обеспечивающие ее работу, - нет. Основным ограничивающим фактором для батарей является их удельная энергия.

Батарея может вырабатывать столько электричества, сколько ее химические компоненты могут накапливать энергию. Все, что не является активным материалом внутри батареи, фактически является мертвым грузом, включая корпус, микросхемы контроллера, провода для отвода тока - все они увеличивают вес, но не увеличивают мощность.

Типичный литий-ионный аккумулятор в смартфоне имеет плотность энергии около 150 ватт-часов на килограмм (Втч / кг). Хотя плотность энергии литий-ионных аккумуляторов улучшилась с момента их появления в начале 1990-х годов, она сдерживается их конструкцией и химическим составом.

Единственный способ немедленно увеличить время автономной работы смартфона с помощью современных технологий - это повысить энергоэффективность электроники смартфона и увеличить размер аккумулятора, но для более тонких и тонких смартфонов требуются все более тонкие и тонкие аккумуляторы.

Почему сокращается срок службы батареи?

Полностью заряжен или нет? Со временем аккумулятор не может накапливать столько энергии, как новый. Фотография: Bastian Greshake / Flickr

Срок службы батареи не остается постоянным на протяжении всего срока службы смартфона - он медленно уменьшается с течением времени по мере того, как батарея разряжается и заряжается.

Это связано с тем, что химическая реакция, которая производит электричество, вызывает осаждение тонких слоев лития на электродах, что уменьшает количество, доступное для выработки электричества, и увеличивает внутреннее сопротивление батареи.

Чем выше сопротивление, тем тяжелее батарея должна работать, чтобы поддерживать полезное напряжение, и поэтому количество энергии, которое она может производить за один заряд, уменьшается. Возможно, вы помните этот бит из школы:

Напряжение = ток x сопротивление (V = IR)

Почему некоторые батареи взрываются?

Батарея вылетает из корпуса 17-дюймовой батареи MacBook Pro из-за набухания. Фотография: J Aaron Farr / Flickr

Батареи с гораздо более высокой плотностью энергии, чем литиевые элементы, уже доступны, но они недостаточно безопасны для использования в портативной электронике.

«Чем больше энергии вы вложите в коробку, тем опаснее она будет», - говорит доктор Билли Ву, преподаватель Лондонской школы дизайна им. Дайсона Имперского колледжа. «Безопасность является ключевым моментом, а управление температурным режимом имеет решающее значение. Если аккумулятор нагревается выше 80 ° C, происходит так называемый тепловой разгон, когда компоненты начинают разлагаться, и вот тогда он может взорваться ».

Конкретная причина проблем Samsung с взрывающимися батареями неизвестна, компания просто ссылается на «проблему с аккумуляторными элементами».

Что будет дальше?

Мы пока остановились на перезаряжаемой литий-ионной батарее. Фотография: Razor512 / Flickr

В ближайшем будущем развитие аккумуляторов будет происходить за счет приближения существующих литий-ионных технологий к их теоретическим пределам, что увеличит удельную мощность аккумуляторов.

Типичная литий-ионная батарея, в которой используется оксид лития-марганца, имеет теоретическую плотность мощности 280 Втч / кг, но конечный продукт имеет только 150 Втч / кг, поэтому, безусловно, есть возможности для улучшения.

«Речь идет об оптимизации конструкции внутри батареи, - говорит Ву. «Если вы представите себе, что внутри вашей батареи, у вас есть пористая структура, полная активного материала».

«Для более высокой выходной мощности вам нужна более пористая структура, чтобы увеличить площадь поверхности и пропустить больше ионов лития за один раз, но, поскольку у нее больше отверстий, она удерживает меньше активного материала, что, в свою очередь, дает вам меньшую емкость. ”

Новые, усовершенствованные химические составы батарей, такие как литий-сера и литий-кремний, также разрабатываются компаниями по всей Великобритании, которые в настоящее время разрабатывают эту технологию.

Какое будущее у аккумуляторных технологий?

На комбинированной фотографии показан Samsung Note 7, взрывающийся от давления на полностью заряженную батарею во время испытания в лаборатории батарей Applied Energy Hub в Сингапуре, 6 октября. Фотография: Эдгар Су / Reuters

Твердотельные батареи - одно из возможных направлений будущего, в котором жидкий электролит в батарее будет заменен твердым веществом, что обеспечит значительное повышение безопасности.

«Основное преимущество твердотельных батарей состоит в том, что вы можете вернуться к использованию лития в качестве материала анода, который имеет действительно хорошую мощность и плотность энергии, но небезопасен с жидкими электролитами», - объясняет Ву.

Твердотельные батареи устраняют необходимость в пористом угольном аноде и, следовательно, уменьшают вес батареи, который не способствует выработке энергии.

Металлические воздушные батареи, использующие цинк, литий или алюминий, также не за горами, но, по словам Ву, они будут доступны через 20 лет до их коммерческого применения.

Что я могу сделать, чтобы аккумулятор прослужил дольше?

Знакомое зрелище для любого, у кого есть смартфон, планшет или компьютер. Фотография: Сэмюэл Гиббс / The Guardian

Есть несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы продлить срок службы батареи.Характер химической реакции внутри аккумулятора означает, что он должен работать интенсивнее в последние 20% разряда и более 80% заряда.

Содержание литий-ионного аккумулятора примерно между 80% и 20% заряда поможет ему дольше сохранять большую часть своей емкости. В настоящее время разрабатываются интеллектуальные системы управления питанием, которые делают это при подключении к стене на ночь.

Батареи никогда не следует оставлять постоянно подключенными, что особенно актуально для ноутбуков.Они поддерживаются в лучшем рабочем состоянии, если их время от времени разряжать и заряжать. Раз в месяц надо это делать.

Создание безопасных литий-ионных батарей для электромобилей: обзор

  • 1.

    Уиттингем, М.С.: Литиевые батареи и катодные материалы. Chem. Ред. , 104, , 4271–4302 (2004). https://doi.org/10.1021/cr020731c

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 2.

    Чжоу, Л.М., Чжан, К., Ху, З. и др .: Последние разработки и перспективы электродных материалов с иерархической структурой для литий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 8 , 1701415 (2018). https://doi.org/10.1002/aenm.201701415

    CAS Статья Google ученый

  • 3.

    Wei, Q.L., Xiong, F.Y., Tan, S.S. и др .: Накопление энергии: пористые одномерные наноматериалы: дизайн, изготовление и применение в электрохимическом накоплении энергии.Adv. Матер. 29 , 1602300 (2017). https://doi.org/10.1002/adma.201770134

    CAS Статья Google ученый

  • 4.

    Хао, Х., Ченг, X., Лю, З.У. и др.: Дорожная карта технологии тяговых аккумуляторных батарей в Китае: цели, воздействия и проблемы. Энергетическая политика 108 , 355–358 (2017). https://doi.org/10.1016/j.enpol.2017.06.011

    Артикул Google ученый

  • 5.

    Дин, Ю.Л., Кано, З.П., Ю., А.П. и др.: Автомобильные литий-ионные аккумуляторы: текущее состояние и перспективы на будущее. Электрохим. Energ. Ред. 2 , 1–28 (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0022-z

    CAS Статья Google ученый

  • 6.

    Wu, H.L., Zhang, Y.B., Deng, Y.Q. и др.: Легкая трехмерная структурированная матрица на основе углеродного нановолокна с высоким уровнем легирования азотом для анодов металлического лития. Sci. China Mater. 62 , 87–94 (2019). https://doi.org/10.1007/s40843-018-9298-x

    CAS Статья Google ученый

  • 7.

    Ли С., Цзян М.В., Се Ю. и др.: Разработка высокоэффективного металлического литиевого анода в жидких электролитах: проблемы и прогресс. Adv. Матер. 30 , 1706375 (2018). https://doi.org/10.1002/adma.201706375

    CAS Статья Google ученый

  • 8.

    Ли В.Д., Лю X.M., Селио Х. и др.: Mn по сравнению с Al в слоистых оксидных катодах в литий-ионных батареях: всесторонняя оценка длительной циклируемости. Adv. Energy Mater. 8 , 1703154 (2018). https://doi.org/10.1002/aenm.201703154

    CAS Статья Google ученый

  • 9.

    Li, Y., Li, X.H., Wang, Z.X. и др .: Путь созревания Оствальда к богатому никелем слоистому катодному материалу с богатой кобальтом поверхностью для литий-ионных аккумуляторов.Sci. China Mater. 61 , 719–727 (2018). https://doi.org/10.1007/s40843-017-9162-3

    CAS Статья Google ученый

  • 10.

    Лю, З.Х., Ю, К., Чжао, Ю.Л. и др .: Оксиды кремния: многообещающее семейство анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Chem. Soc. Ред. 48 , 285–309 (2019). https://doi.org/10.1039/c8cs00441b

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 11.

    Дин, X.L., Лю, X.X., Хуанг, Y.Y. и др.: Повышенные электрохимические характеристики, которым способствуют однослойный графен и пустое пространство в кремниевых композитных анодных материалах. Nano Energy 27 , 647–657 (2016). https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.07.031

    CAS Статья Google ученый

  • 12.

    Но, Х.Дж., Юн, С., Юн, С.С. и др .: Сравнение структурных и электрохимических свойств слоистого Li [Ni x Co y Mnz] O 2 ( x = 1/3, 0.5, 0,6, 0,7, 0,8 и 0,85) катодный материал для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 233 , 121–130 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.01.063

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    Цао, Г.З .: Синергия сольвента и соли предлагает безопасный путь к созданию высоковольтных литий-ионных аккумуляторов нового поколения. Sci. China Mater. 61 , 1360–1362 (2018). https://doi.org/10.1007/s40843-018-9296-y

    CAS Статья Google ученый

  • 14.

    Пэн П., Цзян Ф.М .: Тепловая безопасность литий-ионных батарей с различными катодными материалами: численное исследование. Int. J. Heat Mass Transf. 103 , 1008–1016 (2016). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.07.088

    CAS Статья Google ученый

  • 15.

    Ren, D.S., Feng, X.N., Lu, L.G., et al .: Электрохимико-термическая модель перезаряда и теплового разгона для литий-ионной батареи. J. Источники энергии 364 , 328–340 (2017).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.08.035

    CAS Статья Google ученый

  • 16.

    Ши, Дж. Л., Фанг, Л. Ф., Ли, Х. и др.: Улучшенные термические и электрохимические характеристики каркаса сепаратора из модифицированного ПММА PE, полученного с помощью инициированного допамином ATRP для литий-ионных аккумуляторов. J. Membr. Sci. 437 , 160–168 (2013). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2013.03.006

    CAS Статья Google ученый

  • 17.

    Равдел, Б., Абрахам, К.М., Гитценданнер, Р. и др .: Термическая стабильность электролитов литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 119 (120/121), 805–810 (2003). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(03)00257-x

    Артикул Google ученый

  • 18.

    Li, J.C., Ma, C., Chi, M.F., et al .: Твердый электролит: ключ к высоковольтным литиевым батареям. Adv. Energy Mater. 5 , 1401408 (2015). https://doi.org/10.1002 / aenm.201401408

    CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Jhu, C.Y., Wang, Y.W., Shu, C.M., et al .: Опасность теплового взрыва на литий-ионных батареях 18650 с адиабатическим калориметром VSP2. J. Hazard. Матер. 192 , 99–107 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.04.097

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 20.

    Фенг, X.Н., Фанг, М., Хе, X.M. и др .: Характеристики теплового разгона крупноформатной призматической литий-ионной батареи с использованием калориметрии с увеличенной скоростью ускорения. J. Источники энергии 255 , 294–301 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.01.005

    CAS Статья Google ученый

  • 21.

    Парк, С., Юнг, Д.: Расположение аккумуляторных элементов и влияние теплоносителя на паразитное энергопотребление и распределение температуры элементов в гибридном электромобиле.J. Источники энергии 227 , 191–198 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.11.039

    CAS Статья Google ученый

  • 22.

    Zhu, L.T., Sun, Z.C., Dai, H.F. и др .: Новая методология моделирования гистерезиса напряжения холостого хода для LiFePO батарей 4 , основанная на адаптивной дискретной модели Preisach. Прил. Энергия 155 , 91–109 (2015). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.05.103

    CAS Статья Google ученый

  • 23.

    Ван, X.Y., Вэй, X.Z., Дай, Х.Ф .: Оценка состояния литий-ионных батарей на основе сопротивления переносу заряда с учетом различных температур и степени заряда. J. Хранение энергии 21 , 618–631 (2019). https://doi.org/10.1016/j.est.2018.11.020

    Артикул Google ученый

  • 24.

    Венгер М., Валлер Р., Лоренц В. Р. Х. и др.: Исследование газового зондирования в больших литий-ионных аккумуляторных системах для раннего обнаружения неисправностей и повышения безопасности.В: IECON 2014—40-я ежегодная конференция Общества промышленной электроники IEEE 29 октября - 1 ноября 2014 г. IEEE, Даллас, Техас, США. Нью-Йорк, США. https://doi.org/10.1109/iecon.2014.7049366

  • 25.

    Вандт, Дж., Марино, К., Гастайгер, Х.А. и др.: Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса Operando - образование замшелого лития на литиевых анодах во время циклического заряда-разряда. Energy Environ. Sci. 8 , 1358–1367 (2015). https://doi.org/10.1039/c4ee02730b

    CAS Статья Google ученый

  • 26.

    Хси, А.Г., Бхадра, С., Герцберг, Б.Дж., и др.: Электрохимико-акустическое время полета: в действующей корреляции физической динамики с зарядом аккумулятора и здоровьем. Energy Environ. Sci. 8 , 1569–1577 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ee00111k

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Шарма Н., Петерсон В.К., Элкомб М.М. и др.: Структурные изменения в коммерческой литий-ионной батарее во время электрохимического циклирования: исследование нейтронной дифракции на месте.J. Источники энергии 195 , 8258–8266 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.06.114

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    Скросати, Б .: История литиевых батарей. J. Solid State Electrochem. 15 , 1623–1630 (2011). https://doi.org/10.1007/s10008-011-1386-8

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Ли, X.Y., Wang, Z.П .: Новый метод диагностики неисправностей литий-ионных аккумуляторных батарей электромобилей. Измерение 116 , 402–411 (2018). https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.11.034

    Артикул Google ученый

  • 30.

    Ван, Ю., Гао, К., Ван, Г.Х. и др .: Обзор состояния исследований и ключевых технологий управления температурным режимом аккумуляторной батареи и ее повышенной безопасности. Int. J. Energy Res. 42 , 4008–4033 (2018). https: // doi.org / 10.1002 / er.4158

    Артикул Google ученый

  • 31.

    Голубков, А.В., Фукс, Д .: Тепловой разгоном: причины и последствия на клеточном уровне. В: Thaler, A., Watzenig, D. (eds.) Automotive Battery Technology, стр. 37–51. Спрингер, Чам (2014). https://doi.org/10.1007/978-3-319-02523-0_3

    Глава Google ученый

  • 32.

    Вен, Дж. У., Ю. Ю., Чен, К. Х .: Обзор вопросов безопасности литий-ионных батарей: существующие проблемы и возможные решения.Матер. Экспресс 2 , 197–212 (2012). https://doi.org/10.1166/mex.2012.1075

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Чжан, Р., Чжэн, Ю., Дуань, Дж. И др .: Аккумуляторы для электромобилей: возможности и проблемы. Наука 358 , 10–13 (2017). (спецвыпуск)

    Артикул Google ученый

  • 34.

    Мингао, О., Ren, DS, Lu, LG и др.: Анализ замирания емкости из-за перезаряда для литий-ионных аккумуляторов большого формата с Li y Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 + Li y Mn 2 O 4 композитный катод. J. Источники энергии 279 , 626–635 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.01.051

    CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Цзэн Ю.К., Ву К., Ван Д.Ю. и др.: Исследование перезарядки литий-ионных полимерных батарей. J. Источники энергии 160 , 1302–1307 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.02.009

    CAS Статья Google ученый

  • 36.

    Ирияма, Й., Йокояма, М., Яда, С. и др.: Получение тонких пленок LiFePO 4 методом импульсного лазерного осаждения и их электрохимические свойства. Электрохим. Solid-State Lett. 7 , A340 (2004). https://doi.org/10.1149/1.1795052

    CAS Статья Google ученый

  • 37.

    Осаки Т., Киши Т., Кубоки Т. и др .: Реакция перезаряда литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 146 , 97–100 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.03.105

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Ву, Л.Дж., Нам, К.W., Wang, X.J. и др.: Структурное происхождение вызванной перезарядкой термической нестабильности Ni-содержащих слоистых катодов для литиевых батарей с высокой плотностью энергии. Chem. Матер. 23 , 3953–3960 (2011). https://doi.org/10.1021/cm201452q

    CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Wang, HY, Tang, AD, Huang, KL: выделение кислорода в перезаряженном Li x Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 электрод и кинетика его термического анализа.Подбородок. J. Chem. 29 , 1583–1588 (2011). https://doi.org/10.1002/cjoc.201180284

    CAS Статья Google ученый

  • 40.

    Юань, К.Ф., Чжао, Ф.Г., Ван, В.Д. и др .: Исследование отказов перезаряда литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 178 , 682–688 (2015). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.07.147

    CAS Статья Google ученый

  • 41.

    Zheng, HH, Sun, QN, Liu, G., et al .: Корреляция между поведением растворения и характеристиками электрохимического цикла для LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 - на основе ячеек. J. Источники энергии 207 , 134–140 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.01.122

    CAS Статья Google ученый

  • 42.

    Wu, X.W., Wang, Z.X., Li, X.H. и др .: Влияние дифтор (оксалат) бората лития и гептаметилдисилазана с различными концентрациями на циклическую производительность LiMn 2 O 4 .J. Источники энергии 204 , 133–138 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.12.012

    CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Abraham, D.P., Spila, T., Furczon, M.M., et al .: Доказательства накопления переходных металлов на состаренных графитовых анодах с помощью SIMS. Электрохим. Solid-State Lett. 11 , А226 (2008). https://doi.org/10.1149/1.2987680

    CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Шарма, Н., Петерсон, В.К .: Избыточная зарядка литий-ионной батареи: влияние на отрицательный электрод Li x C6, определенное методом дифракции нейтронов на месте. J. Источники энергии 244 , 695–701 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.12.019

    CAS Статья Google ученый

  • 45.

    Li, Z., Huang, J., Yann Liaw, B., et al .: Обзор осаждения лития в литий-ионных и литий-металлических вторичных батареях.J. Источники энергии 254 , 168–182 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.12.099

    CAS Статья Google ученый

  • 46.

    Abraham, D.P., Roth, E.P., Kostecki, R., et al .: Диагностическое обследование подвергшихся термическому воздействию мощных литий-ионных элементов. J. Источники энергии 161 , 648–657 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.04.088

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Зинт, В., фон Людерс, К., Хофманн, М. и др.: Литиевое покрытие в литий-ионных батареях при температурах ниже окружающей среды исследовано методом нейтронной дифракции на месте. J. Источники энергии 271 , 152–159 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.07.168

    CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Ли, Х.Ф., Гао, Дж.К., Чжан, С.Л .: Влияние переразряда на набухание и характеристики перезарядки литий-ионных элементов.Подбородок. J. Chem. 26 , 1585–1588 (2008). https://doi.org/10.1002/cjoc.2008

    CAS Статья Google ученый

  • 49.

    Чжан, Л.Л., Ма, Ю.Л., Ченг, X.Q., и др .: Механизм снижения емкости во время длительного цикла переразряженной батареи LiCoO 2 / мезоуглеродных микрогранул. J. Источники энергии 293 , 1006–1015 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.06.040

    CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Чжао, М.С., Кариуки, С., Девальд, Х.Д. и др .: Электрохимическая стабильность меди в электролитах литий-ионных аккумуляторов. J. Electrochem. Soc. 147 , 2874 (2000). https://doi.org/10.1149/1.1393619

    CAS Статья Google ученый

  • 51.

    Гуо Р., Лу Л.Г., Оуян М.Г. и др.: Механизм всего процесса переразряда и внутреннего короткого замыкания, вызванного переразрядкой в ​​литий-ионных батареях. Sci. Rep. 6 , 30248 (2016). https://doi.org/10.1038/srep30248

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 52.

    Шу, Дж., Шуй, М., Сюй, Д. и др.: Сравнительное исследование поведения катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов при переразрядке. J. Solid State Electrochem. 16 , 819–824 (2012). https://doi.org/10.1007/s10008-011-1484-7

    CAS Статья Google ученый

  • 53.

    Шу Дж., Шуй М., Хуанг Ф. Т. и др.: Новый взгляд на оксид лития-кобальта в широком диапазоне напряжений для литий-ионных аккумуляторов. J. Phys. Chem. С 114 , 3323–3328 (2010). https://doi.org/10.1021/jp4b

    CAS Статья Google ученый

  • 54.

    Перамунаж, Д .: Получение и электрохимические характеристики сверхлитированной шпинели LiMn 2 O 4 . J. Electrochem. Soc. 145 , 1131 (1998).https://doi.org/10.1149/1.1838428

    CAS Статья Google ученый

  • 55.

    Чжу, Дж. Г., Сан, З. К., Вэй, X. З. и др .: Экспериментальные исследования метода импульсного нагрева переменного тока для автомобильных литий-ионных аккумуляторов большой мощности при отрицательных температурах. J. Источники энергии 367 , 145–157 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.09.063

    CAS Статья Google ученый

  • 56.

    Jiang, J.C., Ruan, H.J., Sun, B.X. и др.: Уменьшенная низкотемпературная электротермическая модель для литий-ионных аккумуляторов. Прил. Энергия 177 , 804–816 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.05.153

    CAS Статья Google ученый

  • 57.

    Чжан, С.С., Сюй, К., Джоу, Т.Р .: Исследование электрохимического импеданса при низких температурах литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 49 , 1057–1061 (2004).https://doi.org/10.1016/j.electacta.2003.10.016

    CAS Статья Google ученый

  • 58.

    Эррейре, С., Хюше, О., Баруссо, С. и др .: Новые литий-ионные электролиты для низкотемпературных применений. J. Источники энергии 97 (98), 576–580 (2001). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(01)00670-x

    Артикул Google ученый

  • 59.

    Zhu, J.G., Sun, Z.К., Вей, X.Z. и др .: Метод нагрева литий-ионных аккумуляторов переменным током от отрицательных температур. Int. J. Energy Res. 40 , 1869–1883 ​​(2016). https://doi.org/10.1002/er.3576

    CAS Статья Google ученый

  • 60.

    Смарт, М.С., Ратнакумар, Б.В., Уитканак, Л.Д., и др .: Улучшенные низкотемпературные характеристики литий-ионных элементов с электролитами на основе четвертичных карбонатов. J. Источники энергии 119 (120/121), 349–358 (2003).https://doi.org/10.1016/s0378-7753(03)00154-x

    Артикул Google ученый

  • 61.

    Сенишин, А., Мюльбауэр, М.Дж., Долотко, О. и др .: Низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов: поведение литированного графита. J. Источники энергии 282 , 235–240 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.02.008

    CAS Статья Google ученый

  • 62.

    Орсини, Ф., дю Паскье, А., Бодуан, Б. и др .: Наблюдение с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на границах раздела в пластиковых литиевых батареях. J. Источники энергии 76 , 19–29 (1998). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(98)00128-1

    CAS Статья Google ученый

  • 63.

    Ким, Г.Х., Песаран, А., Спотниц, Р .: Трехмерная модель термического воздействия для литий-ионных элементов. J. Источники энергии 170 , 476–489 (2007).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.04.018

    CAS Статья Google ученый

  • 64.

    Малеки, Х .: Исследования термостабильности литий-ионных элементов и компонентов. J. Electrochem. Soc. 146 , 3224 (1999). https://doi.org/10.1149/1.13

    CAS Статья Google ученый

  • 65.

    Чжао, Р., Чжан, С.Дж., Лю, Дж. И др .: Обзор методов улучшения тепловых характеристик литий-ионной батареи: модификация электродов и система терморегулирования.J. Источники энергии 299 , 557–577 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.09.001

    CAS Статья Google ученый

  • 66.

    Лю, штаб-квартира, Вэй, З.Б., Хе, У.Д. и др .: Тепловые проблемы литий-ионных аккумуляторов и недавний прогресс в системах управления температурным режимом аккумуляторов: обзор. Energy Convers. Manag. 150 , 304–330 (2017). https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.08.016

    CAS Статья Google ученый

  • 67.

    Фэн X.N., Оуян М.Г., Лю X. и др.: Механизм теплового разгона литий-ионной батареи для электромобилей: обзор. Материя хранения энергии. 10 , 246–267 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ensm.2017.05.013

    Артикул Google ученый

  • 68.

    Даути, Д.Х., Крафтс, К.К .: FreedomCAR: руководство по испытаниям на злоупотребление системой накопления электроэнергии для электрических и гибридных электромобилей. Выключенный. Sci. Tech.Инф. (2006). https://doi.org/10.2172/889934

    Артикул Google ученый

  • 69.

    Myung, S.T., Maglia, F., Park, K.J., и др .: Богатые никелем слоистые катодные материалы для автомобильных литий-ионных аккумуляторов: достижения и перспективы. ACS Energy Lett. 2 , 196–223 (2017). https://doi.org/10.1021/acsenergylett.6b00594

    CAS Статья Google ученый

  • 70.

    Jiang, J., Dahn, J.R .: ARC-исследования термической стабильности трех различных катодных материалов: LiCoO 2 ; Li [Ni 0,1 Co 0,8 Mn 0,1 ] O 2 ; и LiFePO 4 , в электролитах LiPF6 и LiBoB EC / DEC. Электрохим. Commun. 6 , 39–43 (2004). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2003.10.011

    CAS Статья Google ученый

  • 71.

    Андерссон, А.: Извлечение / введение лития в LiFePO 4 : исследование дифракции рентгеновских лучей и мессбауэровской спектроскопии. Ионика твердого тела 130 , 41–52 (2000). https://doi.org/10.1016/s0167-2738(00)00311-8

    CAS Статья Google ученый

  • 72.

    Рёдер П., Баба Н., Фридрих К.А. и др .: Влияние делитированного Li 0 FePO 4 на разложение электролита на основе LiPF 6 исследовано с ускорением. калориметрия.J. Источники энергии 236 , 151–157 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.02.044

    CAS Статья Google ученый

  • 73.

    Дан, Дж., Фуллер, Э., Обровац, М. и др .: Термическая стабильность Li x CoO 2 , Li x NiO 2 и λ-MnO 2 и последствия для безопасности литий-ионных элементов. Ионика твердого тела 69 , 265–270 (1994).https://doi.org/10.1016/0167-2738(94)

    -4

    CAS Статья Google ученый

  • 74.

    Цао, Х., Ся, Б.Дж., Сюй, Н.Х. и др .: Структурные и электрохимические характеристики катодных материалов никелата лития, легированных Co и Al, для литий-ионных аккумуляторов. J. Alloy. Compd. 376 , 282–286 (2004). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.01.008

    CAS Статья Google ученый

  • 75.

    Ябуучи, Н., Озуку, Т .: Новый литиевый вставной материал из LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 для усовершенствованных литий-ионных батарей. J. Источники энергии 119 (120/121), 171–174 (2003). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00173-3

    CAS Статья Google ученый

  • 76.

    Bak, SM, Hu, EY, Zhou, YN и др .: структурные изменения и термическая стабильность заряженного LiNi x Mn y Co z O 2 катод материалы изучены с помощью комбинированной in situ рентгеновской дифрактометрии с временным разрешением и масс-спектроскопии.ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 6 , 22594–22601 (2014). https://doi.org/10.1021/am506712c

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 77.

    Лян, К.П., Конг, Ф.Т., Лонго, Р.К. и др .: Выявление причины нестабильности в Ni-Ni-Rich LiNi 1-2 x Co x Mn x O 2 (NCM) катодные материалы. J. Phys. Chem. С 120 , 6383–6393 (2016).https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b00369

    CAS Статья Google ученый

  • 78.

    Wang, YD, Jiang, JW, Dahn, JR: Реакционная способность делитированного Li (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) O 2 , Li ( Ni 0,8 Co 0,15 Al 0,05 ) O 2 или LiCoO 2 с неводным электролитом. Электрохим. Commun. 9 , 2534–2540 (2007). https: // doi.org / 10.1016 / j.elecom.2007.07.033

    CAS Статья Google ученый

  • 79.

    Хванг, С., Ким, С.М., Бак, С.М. и др .: Исследование локальной деградации и термической стабильности заряженных катодных материалов на основе никеля с помощью электронной микроскопии в реальном времени. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 6 , 15140–15147 (2014). https://doi.org/10.1021/am503278f

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 80.

    Bang, HJ, Joachin, H., Yang, H., et al .: Вклад структурных изменений LiNi 0,8 Co 0,15 Al 0,05 O 2 катодов на экзотермические реакции в Li-ion клетки. J. Electrochem. Soc. 153 , A731 (2006). https://doi.org/10.1149/1.2171828

    CAS Статья Google ученый

  • 81.

    Belharouak, I., Lu, W.Q., Liu, J., et al .: Температурное поведение делитированного Li (Ni 0.8 Co 0,15 Al 0,05 ) O 2 и Li 1,1 (Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 ) 0,9 O 2 порошков. J. Источники энергии 174 , 905–909 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.092

    CAS Статья Google ученый

  • 82.

    Hua, WB, Schwarz, B., Knapp, M., et al .: (Де) механизм литирования иерархически слоистого LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 катодов при высоковольтном циклировании.J. Electrochem. Soc. 166 , A5025 – A5032 (2019). https://doi.org/10.1149/2.0051903jes

    CAS Статья Google ученый

  • 83.

    Чен, Ж., Рен, Й., Ли, Э. и др .: Исследование термического разложения Li 1- x (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) 0,9 O 2 с использованием дифракции рентгеновских лучей высоких энергий in situ. Adv. Energy Mater. 3 , 729–736 (2013).https://doi.org/10.1002/aenm.201201059

    CAS Статья Google ученый

  • 84.

    Миллер Д.Дж., Профф К., Вен Дж.Г. и др.: Наблюдение за эволюцией микроструктуры в частицах катодного оксида литиевых батарей с помощью in situ электронной микроскопии. Adv. Energy Mater. 3 , 1098–1103 (2013). https://doi.org/10.1002/aenm.201300015

    CAS Статья Google ученый

  • 85.

    Кондраков, А.О., Шмидт, А., Сюй, Дж. И др .: Анизотропная деформация решетки и механическая деградация катодных материалов NCM с высоким и низким содержанием никеля для литий-ионных аккумуляторов. J. Phys. Chem. С 121 , 3286–3294 (2017). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b12885

    CAS Статья Google ученый

  • 86.

    Дин Ю., Му, Д.Б., Ву, Б.Прил. Энергия 195 , 586–599 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.03.074

    CAS Статья Google ученый

  • 87.

    Луо, В.Б., Чжоу, Ф., Чжао, XM и др .: Синтез, характеристика и термическая стабильность LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1 / 3- z Mg z O 2 , LiNi 1 / 3- z Mn 1/3 Co 1/3 Mg z O 2 и LiNi 1/3 Mn 1 / 3- z Co 1/3 Mg z O 2 .Chem. Матер. 22 , 1164–1172 (2010). https://doi.org/10.1021/cm3n

    CAS Статья Google ученый

  • 88.

    Sun, Y.K., Kim, D.H., Yoon, C.S. и др .: Новый катодный материал с градиентом концентрации для высокоэнергетических и безопасных литий-ионных батарей. Adv. Функц. Матер. 20 , 485–491 (2010). https://doi.org/10.1002/adfm.2000

    CAS Статья Google ученый

  • 89.

    Цзэн, X.Q., Чжан, К., Лу, Дж. И др .: Стабилизация мощного и мощного катода на никелевой основе для литий-ионных аккумуляторов. Chem 4 , 690–704 (2018). https://doi.org/10.1016/j.chempr.2017.12.027

    CAS Статья Google ученый

  • 90.

    Kam, K.C., Doeff, M.M .: Алиовалентное замещение титана в слоистых смешанных оксидах Li – Ni – Mn – Co для литиевых батарей. J. Mater. Chem. 21, , 9991 (2011).https://doi.org/10.1039/c0jm04193a

    CAS Статья Google ученый

  • 91.

    Liu, WM, Hu, GR, Peng, ZD и др .: Синтез сферического LiNi 0,8 Co 0,15 Al 0,05 O 2 катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов метод кристаллизации, контролируемый совместным окислением. Подбородок. Chem. Lett. 22 , 1099–1102 (2011). https://doi.org/10.1016/j.cclet.2011.01.041

    CAS Статья Google ученый

  • 92.

    Li, X., Xie, Z.W., Liu, W.J. и др .: Влияние легирования фтором на структуру, химию поверхности и электрохимические характеристики LiNi 0,8 Co 0,15 Al 0,05 O 2 . Электрохим. Acta 174 , 1122–1130 (2015). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.06.099

    CAS Статья Google ученый

  • 93.

    Ван, Й., Гу, Х.Т., Сонг, Дж. Х. и др.: Подавление восстановления Mn богатых литием катодов на основе Mn с помощью F-легирования для усовершенствованных литий-ионных аккумуляторов.J. Phys. Chem. C 122 , 27836–27842 (2018). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b08669

    CAS Статья Google ученый

  • 94.

    Растгоо-Дейлами, М., Джаванбахт, М., Омидвар, Х .: Повышенные характеристики слоистого Li 1,2 Mn 0,54 Ni 0,13 Co 0,13 O 2 катодный материал в Литий-ионные аккумуляторы с наноразмерным покрытием поверхности анатазом, легированным фтором TiO 2 .Ионика твердого тела 331 , 74–88 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.12.025

    CAS Статья Google ученый

  • 95.

    Dai, GL, Du, HJ, Wang, SS и др .: Улучшенные электрохимические характеристики LiNi 0,8 Co 0,15 Al 0,05 O 2 с ультратонким и контролируемым по толщине TiO 2 с помощью технологии атомно-слоистого осаждения. RSC Adv. 6 , 100841–100848 (2016).https://doi.org/10.1039/c6ra21903a

    CAS Статья Google ученый

  • 96.

    Мюнг, С.Т., Изуми, К., Комаба, С. и др .: Роль покрытия оксидом алюминия на частицах Li – Ni – Co – Mn – O в качестве материала положительного электрода для литий-ионных аккумуляторов. Chem. Матер. 17 , 3695–3704 (2005). https://doi.org/10.1021/cm050566s

    CAS Статья Google ученый

  • 97.

    Yoon, WS, Nam, KW, Jang, D., и др .: Структурное исследование влияния покрытия на термическую стабильность заряженного LiNi с покрытием MgO 0,8 Co 0,2 O 2 катодов, исследованных in situ XRD. J. Источники энергии 217 , 128–134 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.05.028

    CAS Статья Google ученый

  • 98.

    Ли С.М., О, С.Х., Ан, Дж. П. и др .: Электрохимические свойства LiNi 0 с покрытием ZrO 2 0.8 Co 0,2 O 2 катодные материалы. J. Источники энергии 159 , 1334–1339 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.12.035

    CAS Статья Google ученый

  • 99.

    Мэн, X.B., Ян, X.Q., Sun, X.L .: Новые применения осаждения атомных слоев для исследований литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 24 , 3589–3615 (2012). https://doi.org/10.1002/adma.201200397

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 100.

    Ян П.Ф., Чжэн Дж.М., Чжан Х.Ф. и др.: Исследование функциональных возможностей слоя покрытия Al 2 O 3 на катоде для улучшения характеристик батареи от атомных до наноразмеров. Chem. Матер. 28 , 857–863 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b04301

    CAS Статья Google ученый

  • 101.

    Лю В., О, П., Лю, X.E., и др .: Богатый никелем слоистый оксид переходного металла лития для высокоэнергетических литий-ионных батарей.Энгью. Chem. Int. Эд. 54 , 4440–4457 (2015). https://doi.org/10.1002/anie.201409262

    CAS Статья Google ученый

  • 102.

    Manthiram, A., Knight, J.C., Myung, S.T., и др .: Катоды из слоистого оксида с высоким содержанием никеля и лития: прогресс и перспективы. Adv. Energy Mater. 6 , 1501010 (2016). https://doi.org/10.1002/aenm.201501010

    CAS Статья Google ученый

  • 103.

    Sun, YK, Myung, ST, Shin, HS и др.: Li [(Ni 0,8 Co 0,2 ) 0,8 (Ni 0,5 Mn 0,5 ) 0,2 ] O 2 посредством соосаждения в качестве материала положительного электрода для литиевых вторичных батарей. J. Phys. Chem. B 110 , 6810–6815 (2006). https://doi.org/10.1021/jp0571473

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 104.

    Sun, Y.K., Bae, Y.C., Myung, S.T .: Синтез и электрохимические свойства слоистого LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , полученного соосаждением. J. Appl. Электрохим. 35 , 151–156 (2005). https://doi.org/10.1007/s10800-004-6197-5

    CAS Статья Google ученый

  • 105.

    Сан, Ю.К., Мён, С.Т., Парк, Б.С. и др .: Синтез сферических нано- и микромасштабных частиц ядро-оболочка Li [(Ni 0.8 Co 0,1 Mn 0,1 ) 1- x (Ni 0,5 Mn 0,5 ) x ] O 2 и их применения в литиевых батареях. Chem. Матер. 18 , 5159–5163 (2006). https://doi.org/10.1021/cm061746k

    CAS Статья Google ученый

  • 106.

    Сан, Ю.К., Чен, З.Х., Но, Х.Дж. и др .: Наноструктурированные высокоэнергетические катодные материалы для усовершенствованных литиевых батарей.Nat. Матер. 11 , 942–947 (2012). https://doi.org/10.1038/nmat3435

    CAS Статья Google ученый

  • 107.

    Park, KJ, Choi, MJ, Maglia, F., et al .: Высокопроизводительный градиент концентрации Li [Ni 0,865 Co 0,120 Al 0,015 ] O 2 катод для лития -ионовые батареи. Adv. Energy Mater. 8 , 1703612 (2018). https://doi.org/10.1002/aenm.201703612

    CAS Статья Google ученый

  • 108.

    Лу, Дж., Ву, Т.П., Амин, К .: Современные методы определения характеристик передовых литий-ионных аккумуляторов. Nat. Энергетика 2 , 17011 (2017). https://doi.org/10.1038/nenergy.2017.11

    CAS Статья Google ученый

  • 109.

    Ким, Х., Ким, М.Г., Джеонг, Х.Й. и др .: Новый метод покрытия для уменьшения разрушения поверхности LiNi 0,6 Co 0,2 Mn 0,2 O 2 Катодный материал : наноразмерная обработка поверхности первичных частиц.Nano Lett. 15 , 2111–2119 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b00045

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 110.

    Xu, X., Huo, H., Jian, JY, et al .: Литий-ионные батареи: радиально ориентированные монокристаллические первичные нанолисты обеспечивают сверхвысокую скорость и циклические свойства LiNi 0,8 Co 0,1 Mn 0,1 O 2 Катодный материал для литий-ионных аккумуляторов.Adv. Energy Mater. 9 , 1970051 (2019). https://doi.org/10.1002/aenm.201970051

    Артикул Google ученый

  • 111.

    Но, Х.Дж., Чен, З.Х., Юн, К.С. и др .: Катодный материал с наностержневой структурой: применение для усовершенствованных высокоэнергетических и безопасных литиевых батарей. Chem. Матер. 25 , 2109–2115 (2013). https://doi.org/10.1021/cm4006772

    CAS Статья Google ученый

  • 112.

    Лу, Дж., Чен, З.У., Пан, Ф. и др.: Высокоэффективные анодные материалы для литий-ионных аккумуляторных батарей. Электрохим. Energ. Ред. 1 , 35–53 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0001-4

    CAS Статья Google ученый

  • 113.

    Таками Н., Хосина К., Инагаки Х .: Диффузия лития в частицах Li 4/3 Ti 5/3 O 4 во время введения и извлечения. J. Electrochem.Soc. 158 , A725 (2011). https://doi.org/10.1149/1.3574037

    CAS Статья Google ученый

  • 114.

    Ву, К., Янг, Дж., Чжан, Ю. и др .: Исследование Li 4 Ti 5 O 12 аккумуляторов, разработанных для гибридных электромобилей. J. Appl. Электрохим. 42 , 989–995 (2012). https://doi.org/10.1007/s10800-012-0442-0

    CAS Статья Google ученый

  • 115.

    Li, P.H., Wang, W., Gong, S. и др .: Hydrogenated Na 2 Ti 3 O 7 , эпитаксиально выращенный на гибкой углеродной губке с примесью азота для калий-ионных аккумуляторов. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 10 , 37974–37980 (2018). https://doi.org/10.1021/acsami.8b11354

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 116.

    Доу, Ф., Ши, Л.Й., Чен, Г.Р. и др .: Кремний / углеродные композитные анодные материалы для литий-ионных аккумуляторов.Электрохим. Energ. Ред. 2 , 149–198 (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-018-00028-w

    CAS Статья Google ученый

  • 117.

    Веттер, Дж., Новак, П., Вагнер, М.Р. и др .: Механизмы старения в литий-ионных батареях. J. Источники энергии 147 , 269–281 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.01.006

    CAS Статья Google ученый

  • 118.

    Chen, Z.H., Qin, Y., Ren, Y., et al .: Многоуровневое исследование термической стабильности литированного графита. Energy Environ. Sci. 4 , 4023 (2011). https://doi.org/10.1039/c1ee01786a

    CAS Статья Google ученый

  • 119.

    Барре А., Дегилхем Б., Гролло С. и др.: Обзор механизмов старения литий-ионных аккумуляторов и оценок для автомобильных приложений. J. Источники энергии 241 , 680–689 (2013).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.05.040

    CAS Статья Google ученый

  • 120.

    Xu, K .: Неводные жидкие электролиты для литиевых аккумуляторных батарей. Chem. Ред. , 104, , 4303–4418 (2004). https://doi.org/10.1021/cr030203g

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 121.

    Zhao, L.W., Watanabe, I., Doi, T., et al.: ТГ-МС анализ межфазной границы твердого электролита (SEI) на графитовом отрицательном электроде в литий-ионных батареях. J. Источники энергии 161 , 1275–1280 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.05.045

    CAS Статья Google ученый

  • 122.

    Waldmann, T., Hogg, B.I., Wohlfahrt-Mehrens, M .: Li-покрытие как нежелательная побочная реакция в коммерческих литий-ионных элементах - обзор. J. Источники энергии 384 , 107–124 (2018).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.02.063

    CAS Статья Google ученый

  • 123.

    Ван, Q.S., Сан, Дж.Х., Яо, X.L. и др .: Температурное поведение литиированного графита с электролитом в литий-ионных батареях. J. Electrochem. Soc. 153 , A329 (2006). https://doi.org/10.1149/1.2139955

    CAS Статья Google ученый

  • 124.

    Аурбах, Д., Забан, А., Эйн-Эли, Ю. и др .: Недавние исследования корреляции между химией поверхности, морфологией, трехмерными структурами и характеристиками интеркалирующих анодов Li и Li-C в нескольких важных электролитных системах. J. Источники энергии 68 , 91–98 (1997). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(97)02575-5

    CAS Статья Google ученый

  • 125.

    Спотниц, Р., Франклин, Дж .: Злоупотребление мощными литий-ионными элементами.J. Источники энергии 113 , 81–100 (2003). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(02)00488-3

    CAS Статья Google ученый

  • 126.

    Юнг, Ю.С., Кавана, А.С., Райли, Л.А. и др.: Ультратонкое прямое атомное осаждение слоев на композитных электродах для высокопрочных и безопасных литий-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 22 , 2172–2176 (2010). https://doi.org/10.1002/adma.2001

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 127.

    Chen, Z., Hsu, P.C., Lopez, J., et al .: Быстрые и обратимые термочувствительные полимерные коммутационные материалы для более безопасных батарей. Nat. Энергия 1 , 15009 (2016). https://doi.org/10.1038/nenergy.2015.9

    CAS Статья Google ученый

  • 128.

    Чжан С.С .: Обзор электролитных добавок для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 162 , 1379–1394 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.07.074

    CAS Статья Google ученый

  • 129.

    Чанг, Ю.С., Ю, С.Х., Ким, К.К .: Повышение температуры плавления полиэтилен-литий-ионного сепаратора аккумуляторных батарей за счет покрытия поверхности полимерами, имеющими высокую термостойкость. Ind. Eng. Chem. Res. 48 , 4346–4351 (2009). https://doi.org/10.1021/ie

    6z

    CAS Статья Google ученый

  • 130.

    Орендорф, К.Дж .: Роль сепараторов в безопасности литий-ионных элементов. Электрохим. Soc. Интерфейс 21 , 61–65 (2012). https://doi.org/10.1149/2.f07122if

    CAS Статья Google ученый

  • 131.

    Ван, К.С., Сан, Дж. Х .: Повышение безопасности литий-ионных батарей с помощью 4-изопропилфенилдифенилфосфата. Матер. Lett. 61 , 3338–3340 (2007). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.11.060

    CAS Статья Google ученый

  • 132.

    Ро, С.С., Сонг, К.В., Ким, К.К .: Влияние нерастворителя молекулярной структуры и его содержания на формирование макропористого полиарилатного слоя, нанесенного на полиэтиленовый сепаратор. Ind. Eng. Chem. Res. 50 , 12596–12605 (2011). https://doi.org/10.1021/ie201716m

    CAS Статья Google ученый

  • 133.

    Hu, S.Y., Lin, S.D., Tu, Y.Y. и др .: Новые полипропиленовые сепараторы с покрытием из арамидного нановолокна для литий-ионных батарей.J. Mater. Chem. А 4 , 3513–3526 (2016). https://doi.org/10.1039/c5ta08694a

    CAS Статья Google ученый

  • 134.

    Ли Б.П., Мессерсмит П.Б., Исраэлачвили Дж. Н. и др .: клеи и покрытия на основе мидий. Анну. Rev. Mater. Res. 41 , 99–132 (2011). https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-062910-100429

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 135.

    Уэйт, Дж. Х .: Сила мидий. Nat. Матер. 7 , 8–9 (2008). https://doi.org/10.1038/nmat2087

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 136.

    Lv, X., Li, H., Zhang, Z.Q., et al .: УФ-прививка полиэтиленового сепаратора для литий-ионной батареи. Phys. Процедуры 25 , 227–232 (2012). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.076

    CAS Статья Google ученый

  • 137.

    Ямамото К., Танака Х., Сакагучи М. и др.: Четко определенный полиметилметакрилат, привитый к полиэтилену с помощью радикальной полимеризации с обратным переносом атома, инициированной пероксидами. Полимер 44 , 7661–7669 (2003). https://doi.org/10.1016/j.polymer.2003.10.006

    CAS Статья Google ученый

  • 138.

    Ко, Дж. М., Мин, Б. Г., Ким, Д. В. и др .: Литий-ионный аккумулятор тонкопленочного типа с использованием полиэтиленового сепаратора с привитым глицидилметакрилатом.Электрохим. Acta 50 , 367–370 (2004). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.01.127

    CAS Статья Google ученый

  • 139.

    Ли, Дж. Ю., Ли, Ю. М., Бхаттачарья, Б. и др.: Сепаратор, привитый силоксаном с помощью облучения электронным пучком для литиевых вторичных батарей. Электрохим. Acta 54 , 4312–4315 (2009). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.02.088

    CAS Статья Google ученый

  • 140.

    Zhu, X.M., Jiang, X.Y., Ai, X.P., et al .: TiO 2 полиэтиленовые сепараторы с привитой керамикой для повышения термостабильности и электрохимических характеристик литий-ионных аккумуляторов. J. Membr. Sci. 504 , 97–103 (2016). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.12.059

    CAS Статья Google ученый

  • 141.

    Xiang, Y.Y., Li, J.S., Lei, J.H., et al .: Усовершенствованные сепараторы для литий-ионных и литий-серных батарей: обзор последних достижений.Chemsuschem 9 , 3023–3039 (2016). https://doi.org/10.1002/cssc.201600943

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 142.

    Ли, Ю., Ли, Х., Ли, Т. и др .: Синергетическая термостабилизация полипропиленовых сепараторов с керамическим / сополиимидным покрытием для литий-ионных батарей. J. Источники энергии 294 , 537–544 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.06.106

    CAS Статья Google ученый

  • 143.

    Wang, J., Hu, Z.Y., Yin, X.N., et al .: Керамическая полипропиленовая разделительная пленка из глинозема / фенолфталеина, полиэфиркетона, керамическая композитная полипропиленовая пленка для литий-ионных аккумуляторных батарей. Электрохим. Acta 159 , 61–65 (2015). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.01.208

    CAS Статья Google ученый

  • 144.

    Чжу, X.M., Цзян, X.Y., Ai, X.P. и др .: высокотермостабильный микропористый полиэтиленовый сепаратор с привитой керамикой для более безопасных литий-ионных батарей.ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 7 , 24119–24126 (2015). https://doi.org/10.1021/acsami.5b07230

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 145.

    Nho, Y.C., Sohn, J.Y., Shin, J., et al .: Приготовление нанокомпозита γ-Al 2 O 3 / полиэтиленовый сепаратор, сшитый облучением электронным пучком для литиевой вторичной батареи. Radiat. Phys. Chem. 132 , 65–70 (2017). https: // doi.org / 10.1016 / j.radphyschem.2016.12.002

    CAS Статья Google ученый

  • 146.

    Чен, Х., Линь, Q., Сюй, Q., и др .: Активация плазмой и осаждение атомного слоя TiO 2 на полипропиленовых мембранах для улучшения характеристик литий-ионных батарей. J. Membr. Sci. 458 , 217–224 (2014). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.02.004

    CAS Статья Google ученый

  • 147.

    Пенг, К., Ван, Б., Ли, Ю.М. и др.: Осаждение TiO с помощью магнетронного распыления. 2 частиц на полипропиленовых сепараторах для литий-ионных аккумуляторов. RSC Adv. 5 , 81468–81473 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ra18171b

    CAS Статья Google ученый

  • 148.

    Ши, К., Чжан, П., Хуанг, С.Х. и др .: Функциональный разделитель состоял из полиимидных нетканых материалов и слоя полиэтиленового покрытия для литий-ионных аккумуляторов.J. Источники энергии 298 , 158–165 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.08.008

    CAS Статья Google ученый

  • 149.

    Wang, Z.H., Xiang, H.F., Wang, L.J., et al .: Неорганический композитный сепаратор на бумажной основе для литий-ионных батарей с высоким уровнем безопасности. J. Membr. Sci. 553 , 10–16 (2018). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2018.02.040

    CAS Статья Google ученый

  • 150.

    Гонг В.З., Вей С.Ю., Руан С.Л. и др.: Коаксиальные волокнистые мембраны из ППЭСК / ПВДФ из электропряденого волокна со свойством теплового отключения, используемые для литий-ионных аккумуляторов. Матер. Lett. 244 , 126–129 (2019). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.02.009

    CAS Статья Google ученый

  • 151.

    Zhang, H., Zhang, Y., Xu, T.G., et al .: Сепаратор из поли (м-фениленизофталамида) для повышения термостойкости и удельной мощности литий-ионных аккумуляторов.J. Источники энергии 329 , 8–16 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.08.036

    CAS Статья Google ученый

  • 152.

    Ли, Дж. Р., Вон, Дж. Х., Ким, Дж. Х. и др.: Самособирающиеся нанопористые нанопористые частицы с участием коллоидных частиц диоксида кремния, вызванные испарением, эволюция структуры нетканых композитных сепараторов из полиэтилентерефталата для обеспечения высокой безопасности / высокопроизводительные литий-ионные аккумуляторы. J. Источники энергии 216 , 42–47 (2012).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.05.052

    CAS Статья Google ученый

  • 153.

    Чжай, Й.Й., Ван, Н., Мао, X. и др.: Нановолоконные сепараторы из ПВдФ / ПММА / ПВдФ с сэндвич-структурой с высокой механической прочностью и термической стабильностью для литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 2 , 14511–14518 (2014). https://doi.org/10.1039/c4ta02151g

    CAS Статья Google ученый

  • 154.

    Jeon, K.S., Nirmala, R., Navamathavan, R., и др .: Исследование эффективности Al 2 O 3 покрытых каплей мета-арамидных нановолокон с капельным покрытием в качестве разделительной мембраны в литий-ионных вторичных батареях. Матер. Lett. 132 , 384–388 (2014). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.06.117

    CAS Статья Google ученый

  • 155.

    Lee, J., Lee, CL, Park, K., et al .: Синтез мата из полиимидного нановолокна с покрытием из Al 2 O 3 и его электрохимические характеристики в качестве сепаратора для ионов лития батареи.J. Источники энергии 248 , 1211–1217 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.10.056

    CAS Статья Google ученый

  • 156.

    Jiang, F.J., Yin, L., Yu, Q.C. и др .: Нановолоконная мембрана из бактериальной целлюлозы в качестве термостабильного сепаратора для литий-ионных батарей. J. Источники энергии 279 , 21–27 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.12.090

    CAS Статья Google ученый

  • 157.

    Крол, Л.Ф., Беневенти, Д., Аллоин, Ф. и др .: Микрофибриллированная целлюлоза-SiO 2 композитные нанобумаги, полученные методом напыления. J. Mater. Sci. 50 , 4095–4103 (2015). https://doi.org/10.1007/s10853-015-8965-5

    CAS Статья Google ученый

  • 158.

    Чун, С.Дж., Чой, Э.С., Ли, Э.Х. и др .: Экологичные разделительные мембраны из целлюлозного нановолокна из бумаги с настраиваемыми сетевыми нанопористыми каналами для литий-ионных аккумуляторов.J. Mater. Chem. 22 , 16618 (2012). https://doi.org/10.1039/c2jm32415f

    CAS Статья Google ученый

  • 159.

    Сян, Х.Ф., Чен, Дж. Дж., Ли, З. и др .: Неорганическая мембрана в качестве разделителя для литий-ионной батареи. J. Источники энергии 196 , 8651–8655 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.06.055

    CAS Статья Google ученый

  • 160.

    Chen, J.J., Wang, S.Q., Cai, D.D., et al .: Пористый SiO 2 в качестве сепаратора для улучшения электрохимических характеристик шпинели LiMn 2 O 4 катода. J. Membr. Sci. 449 , 169–175 (2014). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2013.08.028

    CAS Статья Google ученый

  • 161.

    Раджа М., Ангулакшми Н., Томас С. и др.: Тонкие, гибкие и термостойкие керамические мембраны в качестве разделителя для литий-ионных батарей.J. Membr. Sci. 471 , 103–109 (2014). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.07.058

    CAS Статья Google ученый

  • 162.

    Чжан, Ю.К., Ван, З.Х., Сян, Х.Ф. и др .: Тонкий неорганический композитный сепаратор для литий-ионных батарей. J. Membr. Sci. 509 , 19–26 (2016). https://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.02.047

    CAS Статья Google ученый

  • 163.

    He, M.N., Zhang, X.J., Jiang, K.Y., et al .: Чистый неорганический сепаратор для литий-ионных батарей. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 7 , 738–742 (2015). https://doi.org/10.1021/am507145h

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 164.

    Шим, Э.Г., Нам, Т.Х., Ким, Дж. Г. и др .: Электрохимические характеристики литий-ионных батарей с трифенилфосфатом в качестве огнезащитной добавки. J. Источники энергии 172 , 919–924 (2007).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.04.088

    CAS Статья Google ученый

  • 165.

    Йим, Т., Парк, М.С., Ву, С.Г. и др.: Самозатухающие литий-ионные батареи на основе встроенных внутри микрокапсул пожаротушения с чувствительностью к температуре. Nano Lett. 15 , 5059–5067 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b01167

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 166.

    Лю К., Лю В., Цю Ю.К. и др.: Сепаратор из микроволокна с электропрядением «ядро-оболочка» с термостойкими огнестойкими свойствами для литий-ионных аккумуляторов. Sci. Adv. 3 , e1601978 (2017). https://doi.org/10.1126/sciadv.1601978

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 167.

    Чжан, Х.Й., Цао, Ю.Л., Ян, Х.Х. и др.: Простое приготовление и электрохимическая характеристика модифицированного поли (4-метокситрифениламином) сепаратора в качестве самоактивируемого переключателя напряжения для литий-ионных батарей.Электрохим. Acta 108 , 191–195 (2013). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2013.06.116

    CAS Статья Google ученый

  • 168.

    Ким С.Ю., Хонг Дж., Палмор Г.Т.Р .: целлюлоза, декорированная полипирролом, для аккумулирования энергии. Synth. Встретились. 162 , 1478–1481 (2012). https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2012.06.003

    CAS Статья Google ученый

  • 169.

    Li, S.L., Xia, L., Zhang, H.Y. и др .: Сепаратор, модифицированный поли (3-децилтиофеном), с самодействующим механизмом защиты от перезарядки для литий-ионных аккумуляторов на основе LiFePO. 4 . J. Источники энергии 196 , 7021–7024 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.09.111

    CAS Статья Google ученый

  • 170.

    Зив Б., Леви Н., Боргель В. и др.: Связывание марганца и увеличение срока службы литий-ионных аккумуляторов полимерными 18-краун-6 эфирами.J. Electrochem. Soc. 161 , A1213 – A1217 (2014). https://doi.org/10.1149/2.00

    jes

    CAS Статья Google ученый

  • 171.

    Banerjee, A., Ziv, B., Shilina, Y., et al .: Многофункциональный сепаратор для улавливания ионов марганца и улавливания фтористоводородной кислоты для литий-ионных батарей на основе дилития из поли (этилен-альтернат-малеиновая кислота) поваренная соль. Adv. Energy Mater. 7 , 1601556 (2017). https://doi.org/10.1002 / aenm.201601556

    CAS Статья Google ученый

  • 172.

    Ли, З. К., Паурик, А. Д., Говард, Г. J. Источники энергии 272 , 1134–1141 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.04.073

    CAS Статья Google ученый

  • 173.

    Банерджи, А., Зив, Б., Луски, С. и др .: Повышение срока службы литий-ионных аккумуляторов с помощью материалов, улавливающих ионы марганца с азотной функциональностью. J. Источники энергии 341 , 457–465 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.036

    CAS Статья Google ученый

  • 174.

    Ниши Ю. Литий-ионные аккумуляторные батареи; последние 10 лет и будущее. J. Источники энергии 100 , 101–106 (2001).https://doi.org/10.1016/s0378-7753(01)00887-4

    CAS Статья Google ученый

  • 175.

    Калхофф, Дж., Эшету, Г.Г., Брессер, Д. и др.: Более безопасные электролиты для литий-ионных батарей: современное состояние и перспективы. Chemsuschem 8 , 2154–2175 (2015). https://doi.org/10.1002/cssc.201500284

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 176.

    Сюй, К .: Электролиты и межфазные границы в литий-ионных батареях и других устройствах. Chem. Ред. , 114, , 11503–11618 (2014). https://doi.org/10.1021/cr500003w

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 177.

    Цзян, Дж. У., Дан, Дж. Р.: Влияние растворителей и солей на термическую стабильность LiC6. Электрохим. Acta 49 , 4599–4604 (2004). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.05.014

    CAS Статья Google ученый

  • 178.

    Haregewoin, A.M., Wotango, A.S., Hwang, B.J .: Электролитные добавки для электродов литий-ионных аккумуляторов: прогресс и перспективы. Energy Environ. Sci. 9 , 1955–1988 (2016). https://doi.org/10.1039/c6ee00123h

    CAS Статья Google ученый

  • 179.

    Moumouzias, G., Ritzoulis, G., Siapkas, D., et al .: Сравнительное исследование LiBF 4 , LiAsF6, LiPF6 и LiClO 4 в качестве электролитов в пропиленкарбонат-диэтилкарбонате Растворы для Li / LiMn 2 O 4 ячеек.J. Источники энергии 122 , 57–66 (2003). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00348-3

    CAS Статья Google ученый

  • 180.

    Ferrari, S., Quartarone, E., Mustarelli, P. и др .: бинарная ионно-жидкая система, состоящая из N -метоксиэтил- N -метилпирролидиния бис (трифторметансульфонил) -имида и бис (трифторметансульфонил) имид лития: новый многообещающий электролит для литиевых батарей.J. Источники энергии 194 , 45–50 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.12.013

    CAS Статья Google ученый

  • 181.

    Хан, Х.Б., Чжоу, С.С., Чжан, Д.Дж., и др .: Бис (фторсульфонил) имид лития (LiFSI) в качестве проводящей соли для неводных жидких электролитов для литий-ионных аккумуляторов: физико-химические и электрохимические свойства. J. Источники энергии 196 , 3623–3632 (2011). https://doi.org/10.1016 / j.jpowsour.2010.12.040

    CAS Статья Google ученый

  • 182.

    Zuo, X.X., Fan, C.J., Liu, J.S., et al .: Тетрафторборат лития в качестве добавки к электролиту для улучшения характеристик высокого напряжения литий-ионной батареи. J. Electrochem. Soc. 160 , A1199 – A1204 (2013). https://doi.org/10.1149/2.066308jes

    CAS Статья Google ученый

  • 183.

    Ларуш-Асраф, Л., Битон, М., Теллер, Х. и др.: Об электрохимическом и термическом поведении растворов бис (оксалато) бората лития (LiBOB). J. Источники энергии 174 , 400–407 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.171

    CAS Статья Google ученый

  • 184.

    Ву, Ф., Чжу, Q.Z., Чен, Р.Дж. и др .: Ионные жидкие электролиты с защитным дифтор (оксалат) боратом лития для высоковольтных литий-ионных батарей.Nano Energy 13 , 546–553 (2015). https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2015.03.042

    CAS Статья Google ученый

  • 185.

    Окуока, С.И., Огасавара, Ю., Суга, Ю., и др .: Новая герметичная литий-пероксидная батарея с совместно легированным катодом Li 2 O в сверхконцентрированном литиевом бис (фторсульфонил) амидный электролит. Sci. Отчет 4 , 5684 (2015). https://doi.org/10.1038/srep05684

    CAS Статья Google ученый

  • 186.

    Wang, Q.S., Ping, P., Zhao, X.J., и др .: Температурный разгон вызвал возгорание и взрыв литий-ионной батареи. J. Источники энергии 208 , 210–224 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.02.038

    CAS Статья Google ученый

  • 187.

    Макнейл Д.Д., Дан Дж.Р .: Реакция заряженных катодов с неводными растворителями и электролитами: I. Li 0,5 CoO 2 . J. Electrochem. Soc. 148 , A1205 (2001).https://doi.org/10.1149/1.1407245

    CAS Статья Google ученый

  • 188.

    Шлоуп, С.Е., Керр, Дж. Б., Киношита, К.: Роль реакционной способности электролита литий-ионного аккумулятора в снижении производительности и саморазрядке. J. Источники энергии 119 (120/121), 330–337 (2003). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(03)00149-6

    Артикул Google ученый

  • 189.

    Кавамура Т., Кимура А., Эгашира М. и др.: Термическая стабильность алкилкарбонатных электролитов со смешанными растворителями для литий-ионных элементов. J. Источники энергии 104 , 260–264 (2002). https://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)00960-0

    CAS Статья Google ученый

  • 190.

    Шлоуп С.Е., Пью Дж.К., Ван С. и др.: Химическая реакционная способность PF 5 и LiPF 6 в растворах этиленкарбоната / диметилкарбоната.Электрохим. Solid-State Lett. 4 , А42 (2001). https://doi.org/10.1149/1.1353158

    CAS Статья Google ученый

  • 191.

    Шмидт М., Хейдер У., Кюнер А. и др.: Фторалкилфосфаты лития: новый класс проводящих солей для электролитов для литий-ионных батарей высокой энергии. J. Источники энергии 97 (98), 557–560 (2001). https://doi.org/10.1016/s0378-7753(01)00640-1

    Артикул Google ученый

  • 192.

    Гнанарадж, Дж. С., Зиниград, Э., Асраф, Л. и др .: Об использовании LiPF 3 (CF 2 CF 3 ) 3 (LiFAP) растворов для литий-ионных аккумуляторов. электрохимические и термические исследования. Электрохим. Commun. 5 , 946–951 (2003). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2003.08.020

    CAS Статья Google ученый

  • 193.

    Сюй М.К., Сяо А., Ли, В.С. и др.: Исследование тетрафтороксалатофосфата лития в качестве электролита литий-ионной батареи.Электрохим. Solid-State Lett. 12 , А155 (2009 г.). https://doi.org/10.1149/1.3134462

    CAS Статья Google ученый

  • 194.

    Цинь, Ю., Чен, З.Х., Лю, Дж. И др .: Тетрафтороксалатофосфат лития в качестве добавки к электролиту для литий-ионных элементов. Электрохим. Solid-State Lett. 13 , А11 (2010). https://doi.org/10.1149/1.3261738

    CAS Статья Google ученый

  • 195.

    Хуанг, Дж.Й., Лю, X.J., Кан, X.L. и др .: Исследование γ-бутиролактона для электролитов на основе LiBOB. J. Источники энергии 189 , 458–461 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.12.088

    CAS Статья Google ученый

  • 196.

    Сюй, М.К., Чжоу, Л., Хао, Л.С. и др .: Исследование и применение дифтор (оксалат) бората лития (LiDFOB) в качестве добавки для улучшения термической стабильности электролита для литий-ионных аккумуляторов. .J. Источники энергии 196 , 6794–6801 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.10.050

    CAS Статья Google ученый

  • 197.

    Younesi, R., Veith, G.M., Johansson, P., и др .: Литиевые соли для современных литиевых батарей: Li-Metal, Li-O 2 и Li-S. Energy Environ. Sci. 8 , 1905–1922 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ee01215e

    CAS Статья Google ученый

  • 198.

    Ян, Л., Чжан, Х.Дж., Дрисколл, П.Ф. и др.: Литиевые соли на основе шестичленых кольцевых малонатоборатов в качестве электролитов для литий-ионных батарей. ECS, Лас-Вегас, Невада (2011). https://doi.org/10.1149/1.3589921

    Забронировать Google ученый

  • 199.

    McMillan, R., Slegr, H., Shu, Z.X., et al .: Фторэтиленкарбонатный электролит и его использование в литий-ионных батареях с графитовыми анодами. J. Источники энергии 81 (82), 20–26 (1999).https://doi.org/10.1016/s0378-7753(98)00201-8

    Артикул Google ученый

  • 200.

    Корепп К., Керн В., Ланцер Е.А. и др.: 4-Бромбензилизоцианат по сравнению с бензилизоцианатом: новые пленкообразующие добавки к электролиту и добавки для защиты от перезаряда для литий-ионных батарей. J. Источники энергии 174 , 637–642 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.142

    CAS Статья Google ученый

  • 201.

    Li, Z.D., Zhang, Y.C., Xiang, H.F., et al .: Триметилфосфит в качестве добавки к электролиту для высоковольтных литий-ионных батарей с использованием катода из слоистого оксида с высоким содержанием лития. J. Источники энергии 240 , 471–475 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.04.038

    CAS Статья Google ученый

  • 202.

    Чандрасекаран, Р., Кох, М., Ожава, Ю. и др .: Исследования электрохимических ячеек на фторированном природном графите в пропиленкарбонатном электролите с добавкой дифторметилацетата (MFA) для низкотемпературных литиевых батарей.J. Chem. Sci. 121 , 339–346 (2009). https://doi.org/10.1007/s12039-009-0039-2

    CAS Статья Google ученый

  • 203.

    Xia, L., Xia, Y.G., Wang, C.S. и др .: 5 электролитов класса V на основе фторированных растворителей для литий-ионных аккумуляторов с отличной циклируемостью. ХимЭлектроХим 2 , 1707–1712 (2015). https://doi.org/10.1002/celc.201500286

    CAS Статья Google ученый

  • 204.

    Ли, Ю.М., Нам, К.М., Хван, Э.Х. и др .: Межфазное происхождение улучшения характеристик и затухания для 4,6 В LiNi 0,5 Co 0,2 Mn 0,3 O 2 батарейных катода. J. Phys. Chem. С 118 , 10631–10639 (2014). https://doi.org/10.1021/jp501670g

    CAS Статья Google ученый

  • 205.

    Xiang, H.F., Xu, H.Y., Wang, Z.Z., и др .: Диметилметилфосфонат (DMMP) как эффективная огнезащитная добавка для электролитов литий-ионных аккумуляторов.J. Источники энергии 173 , 562–564 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.05.001

    CAS Статья Google ученый

  • 206.

    Левчик С.В., Вейль Э.Д .: Обзор последних достижений в области антипиренов на основе фосфора. J. Fire Sci. 24 , 345–364 (2006). https://doi.org/10.1177/0734

    6068426

    CAS Статья Google ученый

  • 207.

    Ту, W.Q., Ся, П., Чжэн, X.W., и др .: Понимание взаимодействия между слоистым оксидом, богатым литием, и электролитом, содержащим добавки. J. Источники энергии 341 , 348–356 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.012

    CAS Статья Google ученый

  • 208.

    Nam, TH, Shim, EG, Kim, JG и др .: Дифенилоктилфосфат и трис (2,2,2-трифторэтил) фосфит в качестве огнезащитных добавок для электролитов литий-ионных элементов при повышенной температуре. .J. Источники энергии 180 , 561–567 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.01.061

    CAS Статья Google ученый

  • 209.

    Ван, X.M., Ясукава, Э., Касуя, С .: Негорючие триметилфосфатные электролиты для литий-ионных батарей, содержащие растворитель: I. Основные свойства. J. Electrochem. Soc. 148 , A1058 (2001). https://doi.org/10.1149/1.1397773

    CAS Статья Google ученый

  • 210.

    Сюй К., Дин М.С., Чжан С.С. и др.: Попытка составить негорючие электролиты на основе ионов лития с алкилфосфатами и фосфазенами. J. Electrochem. Soc. 149 , A622 (2002). https://doi.org/10.1149/1.1467946

    CAS Статья Google ученый

  • 211.

    Юн, У.С., Хаас, О., Мухаммад, С. и др.: Мягкое XAS-исследование in situ слоистого катодного материала на основе никеля при повышенных температурах: новый подход к изучению термической стабильности.Sci. Отчет 4 , 6827 (2015). https://doi.org/10.1038/srep06827

    CAS Статья Google ученый

  • 212.

    Лю, Дж. У., Сонг, X., Чжоу, Л. и др .: Фторированное производное фосфазена - многообещающая добавка к электролиту для высоковольтных литий-ионных батарей: от электрохимических характеристик до механизма коррозии. Nano Energy 46 , 404–414 (2018). https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.02.029

    CAS Статья Google ученый

  • 213.

    Ихара М., Ханг Б.Т., Сато К. и др.: Свойства углеродных анодов и термическая стабильность в электролите LiPF 6 / метилдифторацетат. J. Electrochem. Soc. 150 , А1476 (2003). https://doi.org/10.1149/1.1614269

    CAS Статья Google ученый

  • 214.

    Ли, Х.Х., Ван, Й.Й., Ван, К.С. и др .: Функция виниленкарбоната в качестве тепловой добавки к электролиту в литиевых батареях.J. Appl. Электрохим. 35 , 615–623 (2005). https://doi.org/10.1007/s10800-005-2700-x

    CAS Статья Google ученый

  • 215.

    Ота, Х., Саката, Ю., Иноуэ, А. и др .: Анализ слоев SEI, полученных из виниленкарбоната, на графитовом аноде. J. Electrochem. Soc. 151 , A1659 (2004). https://doi.org/10.1149/1.1785795

    CAS Статья Google ученый

  • 216.

    Воллмер, Дж. М., Кертисс, Л. А., Виссерс, Д. Р. и др .: Механизмы восстановления этилена, пропилена и винилэтиленкарбонатов. J. Electrochem. Soc. 151 , A178 (2004). https://doi.org/10.1149/1.1633765

    CAS Статья Google ученый

  • 217.

    Чен, З.Х., Цинь, Ю., Амин, К.: Редокс-шаттлы для более безопасных литий-ионных батарей. Электрохим. Acta 54 , 5605–5613 (2009). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.05.017

    CAS Статья Google ученый

  • 218.

    Сяо, Л.Ф., Ай, X.P., Цао, Ю.Л. и др.: Электрохимическое поведение бифенила как полимеризуемой добавки для защиты от перезарядки литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 49 , 4189–4196 (2004). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.04.013

    CAS Статья Google ученый

  • 219.

    Элиа, Г.А., Улисси, У., Чон, С. и др .: Исключительно долгий срок службы литий-ионных батарей с использованием электролитов на основе ионной жидкости. Energy Environ. Sci. 9 , 3210–3220 (2016). https://doi.org/10.1039/c6ee01295g

    CAS Статья Google ученый

  • 220.

    Bhatt, AI, Best, AS, Huang, JH, et al .: Применение N -пропил- N -метилпирролидиния бис (фторсульфонил) имида RTIL, содержащего бис (фторсульфонил) лития. имид в литиевых батареях на основе ионной жидкости.J. Electrochem. Soc. 157 , А66 (2010). https://doi.org/10.1149/1.3257978

    CAS Статья Google ученый

  • 221.

    Мун, Дж., Йим, Т., Юнг, С., и др .: Возможность использования ионного жидкого растворителя на основе пирролидиния для неграфитовых углеродных электродов. Электрохим. Commun. 13 , 1256–1259 (2011). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2011.08.030

    CAS Статья Google ученый

  • 222.

    Левандовски, А., Швидерска-Мочек, А .: Ионные жидкости как электролиты для литий-ионных аккумуляторов: обзор электрохимических исследований. J. Источники энергии 194 , 601–609 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.06.089

    CAS Статья Google ученый

  • 223.

    Ферникола А., Кроче Ф., Скросати Б. и др.: LiTFSI-BEPyTFSI как улучшенный ионно-жидкий электролит для литиевых аккумуляторных батарей. J. Источники энергии 174 , 342–348 (2007).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.09.013

    CAS Статья Google ученый

  • 224.

    Патри, Г., Романьи, А., Мартине, С., и др .: Моделирование затрат на литий-ионные аккумуляторные элементы для автомобильных приложений. Energy Sci. Англ. 3 , 71–82 (2015). https://doi.org/10.1002/ese3.47

    Артикул Google ученый

  • 225.

    Блидберг, А., Густафссон, Т., Tengstedt, C., et al .: Мониторинг фазового распределения Li x FeSO 4 F ( x = 1, 0,5, 0) для определения однородности реакции в пористых электродах батареи. Chem. Матер. 29 , 7159–7169 (2017). https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b01019

    CAS Статья Google ученый

  • 226.

    Харрис С.Дж., Тиммонс А., Бейкер Д.Chem. Phys. Lett. 485 , 265–274 (2010). https://doi.org/10.1016/j.cplett.2009.12.033

    CAS Статья Google ученый

  • 227.

    Сандер, Дж. С., Эрб, Р. М., Ли, Л. и др.: Электроды аккумуляторных батарей с высокими рабочими характеристиками с помощью магнитного шаблона. Nat. Энергия 1 , 16099 (2016). https://doi.org/10.1038/nenergy.2016.99

    CAS Статья Google ученый

  • 228.

    Эбнер М., Чанг Д. В., Гарсия Р. Э. и др.: Электроды: анизотропия извилистости в электродах литий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 4 , 1301278 (2014). https://doi.org/10.1002/aenm.201470024

    Артикул Google ученый

  • 229.

    Chen, C.J., Zhang, Y., Li, Y.J., et al .: Высокопроводящие, легкие углеродные каркасы с низкой извилистостью в качестве сверхтолстых трехмерных токоприемников. Adv. Energy Mater. 7 , 1700595 (2017).https://doi.org/10.1002/aenm.201700595

    CAS Статья Google ученый

  • 230.

    Вилке, С., Швейцер, Б., Хатиб, С. и др .: Предотвращение распространения теплового разгона в литий-ионных аккумуляторных батареях с использованием композитного материала с фазовым переходом: экспериментальное исследование. J. Источники энергии 340 , 51–59 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.11.018

    CAS Статья Google ученый

  • 231.

    Финеган, Д.П., Шил, М., Робинсон, Дж. Б. и др.: Быстрая томография литий-ионных аккумуляторов во время теплового разгона в рабочем режиме. Nat. Commun. 6 , 6924 (2015). https://doi.org/10.1038/ncomms7924

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 232.

    Чжун, Х., Конг, К., Чжан, Х. и др .: Безопасный композитный катод с положительным температурным коэффициентом для литий-ионной батареи. J. Источники энергии 216 , 273–280 (2012).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.05.015

    CAS Статья Google ученый

  • 233.

    Feng, X.M., Ai, X.P., Yang, H.X .: Электрод с положительным температурным коэффициентом и механизмом термического отключения для использования в литиевых аккумуляторных батареях. Электрохим. Commun. 6 , 1021–1024 (2004). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2004.07.021

    CAS Статья Google ученый

  • 234.

    Zhang, H.Y., Pang, J., Ai, X.P., et al .: Электроды с положительным температурным коэффициентом на основе поли (3-бутилтиофена) для более безопасных литий-ионных батарей. Электрохим. Acta 187 , 173–178 (2016). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.11.036

    CAS Статья Google ученый

  • 235.

    Янг, Х., Леоу, W.R., Чен, X.D .: Термочувствительные полимеры для повышения безопасности электрохимических накопителей. Adv. Матер. 30 , 1704347 (2018). https://doi.org/10.1002/adma.201704347

    CAS Статья Google ученый

  • 236.

    Кисе, М., Йошиока, С., Хамано, К. и др .: Разработка нового безопасного электрода для литиевой аккумуляторной батареи. J. Источники энергии 146 , 775–778 (2005). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.03.158

    CAS Статья Google ученый

  • 237.

    Кисе, М., Йошиока, С., Хамано, К., и др .: Поведение импеданса при переменном токе и устойчивость к перезарядке литий-ионных батарей с использованием катодов с положительным температурным коэффициентом. J. Electrochem. Soc. 153 , A1004 (2006). https://doi.org/10.1149/1.2189262

    CAS Статья Google ученый

  • 238.

    Abada, S., Marlair, G., Lecocq, A., et al .: Моделирование литий-ионных батарей, ориентированное на безопасность: обзор.J. Источники энергии 306 , 178–192 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.11.100

    CAS Статья Google ученый

  • 239.

    Xia, L., Li, S.L., Ai, X.P. и др .: Термочувствительные катодные материалы для более безопасных литий-ионных батарей. Energy Environ. Sci. 4 , 2845 (2011). https://doi.org/10.1039/c0ee00590h

    CAS Статья Google ученый

  • 240.

    Май Л.К., Ян М.Ю., Чжао Ю.Л .: Отслеживание разряда батарей в реальном времени. Природа 546 , 469–470 (2017). https://doi.org/10.1038/546469a

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 241.

    Mutyala, M.S.K., Zhao, J.Z., Li, J.Y., et al .: Измерение температуры в литий-ионном аккумуляторе с помощью переносных гибких тонкопленочных термопар. J. Источники энергии 260 , 43–49 (2014). https: // doi.org / 10.1016 / j.jpowsour.2014.03.004

    CAS Статья Google ученый

  • 242.

    Форгез, К., Винь До, Д., Фридрих, Г. и др.: Тепловое моделирование цилиндрической литий-ионной батареи LiFePO 4 / графит. J. Источники энергии 195 , 2961–2968 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2009.10.105

    CAS Статья Google ученый

  • 243.

    Zhu, J.G., Sun, Z.C., Wei, X.Z., и др .: Оценка внутренней температуры батареи для LiFePO 4 батареи на основе сдвига фазы импеданса в рабочих условиях. Энергии 10 , 60 (2017). https://doi.org/10.3390/en10010060

    Артикул Google ученый

  • 244.

    Ли, С.Ю., Чуанг, С.М., Ли, С.Дж. и др.: Гибкий микродатчик для мониторинга температуры и напряжения плоских батарей на месте. Sens. Actuat.Физ. 232 , 214–222 (2015). https://doi.org/10.1016/j.sna.2015.06.004

    CAS Статья Google ученый

  • 245.

    Lee, C.Y., Lee, S.J., Hung, Y.M. и др.: Встроенный микросенсор для микроскопического мониторинга в реальном времени локальной температуры, напряжения и тока внутри литий-ионного аккумулятора. Sens. Actuat. Физ. 253 , 59–68 (2017). https://doi.org/10.1016/j.sna.2016.10.011

    CAS Статья Google ученый

  • 246.

    Ghannoum, A., Nieva, P., Yu, A.P., et al .: Разработка встроенных волоконно-оптических датчиков затухающих волн для оптических характеристик графитовых анодов в литий-ионных батареях. ACS Appl. Матер. Интерфейсы. 9 , 41284–41290 (2017). https://doi.org/10.1021/acsami.7b13464

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 247.

    Насименто, М., Феррейра, М.С., Пинто, Дж. Л .: Тепловой мониторинг литиевых батарей в реальном времени с помощью волоконных датчиков и термопар: сравнительное исследование.Измерение 111 , 260–263 (2017). https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.07.049

    Артикул Google ученый

  • 248.

    Nascimento, M., Novais, S., Ding, M.S., и др .: Внутренняя деформация и температурная дискриминация с оптоволоконными гибридными датчиками в литий-ионных батареях. J. Источники энергии 410 (411), 1–9 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.10.096

    CAS Статья Google ученый

  • 249.

    Зоммер, Л.В., Кизель, П., Гангули, А. и др.: Быстрые и медленные процессы диффузии ионов в литиево-ионных ячейках во время цикла, наблюдаемые с помощью оптоволоконных датчиков деформации. J. Источники энергии 296 , 46–52 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.07.025

    CAS Статья Google ученый

  • 250.

    Новаис, С., Насименто, М., Гранде, Л. и др.: Контроль внутренней и внешней температуры литий-ионной батареи с помощью датчиков с оптоволоконной решеткой Брэгга.Датчики 16 , 1394 (2016). https://doi.org/10.3390/s160

    CAS Статья Google ученый

  • 251.

    Суреш П., Шукла А.К., Муничандрайя Н .: Исследования температурной зависимости переменного тока. импеданс литий-ионных аккумуляторов. J. Appl. Электрохим. 32 , 267–273 (2002)

    CAS Статья Google ученый

  • 252.

    Zhu, J.G., Sun, Z.C., Wei, X.Z. и др.: Новый метод онлайн-оценки внутренней температуры литий-ионной батареи, основанный на измерении спектроскопии электрохимического импеданса. J. Источники энергии 274 , 990–1004 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.10.182

    CAS Статья Google ученый

  • 253.

    Сринивасан, Р., Демирев, П.А., Кархафф, Б.Г .: Быстрый мониторинг фазовых сдвигов импеданса в литий-ионных батареях для предотвращения опасностей.J. Источники энергии 405 , 30–36 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.10.014

    CAS Статья Google ученый

  • 254.

    Wu, M.S., Chiang, P.C.J., Lin, J.C .: Электрохимические исследования современных литий-ионных аккумуляторов с помощью трехэлектродных измерений. J. Electrochem. Soc. 152 , А47 (2005). https://doi.org/10.1149/1.1825385

    CAS Статья Google ученый

  • 255.

    Шринивасан Р., Кархафф Б.Г., Батлер М.Х. и др .: Мгновенное измерение внутренней температуры в литий-ионных перезаряжаемых элементах. Электрохим. Acta 56 , 6198–6204 (2011). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2011.03.136

    CAS Статья Google ученый

  • 256.

    An, S.J., Li, J.L., Daniel, C., et al .: Разработка и демонстрация трехэлектродных карманных элементов для литий-ионных аккумуляторов. J. Electrochem.Soc. 164 , A1755 – A1764 (2017). https://doi.org/10.1149/2.0031709jes

    CAS Статья Google ученый

  • 257.

    Янг, X.G., Ге, С.Х., Лю, Т. и др.: Анализ сигнала плато напряжения для обнаружения и количественной оценки литиевого покрытия в литий-ионных элементах. J. Источники энергии 395 , 251–261 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.05.073

    CAS Статья Google ученый

  • 258.

    Янсен, А.Н., Дис, Д.У., Абрахам, Д.П. и др.: Низкотемпературное исследование литий-ионных элементов с использованием микроэлектрода сравнения Li y S n . J. Источники энергии 174 , 373–379 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.235

    CAS Статья Google ученый

  • 259.

    Ла Мантиа, Ф., Уэсселс, К.Д., Дешазер, Х.Д. и др .: Надежные электроды сравнения для литий-ионных батарей.Электрохим. Commun. 31 , 141–144 (2013). https://doi.org/10.1016/j.elecom.2013.03.015

    CAS Статья Google ученый

  • 260.

    Лю, Q.Q., Ду, С.Й., Шен, Б. и др.: Понимание нежелательных проблем с литиевым покрытием анода в литий-ионных батареях. RSC Adv. 6 , 88683–88700 (2016). https://doi.org/10.1039/c6ra19482f

    CAS Статья Google ученый

  • 261.

    Ву, Х., Чжуо, Д., Конг, Д.С. и др.: Повышение безопасности аккумуляторной батареи за счет раннего обнаружения внутреннего короткого замыкания с помощью бифункционального разделителя. Nat. Commun. 5 , 5193 (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms6193

    CAS Статья PubMed Google ученый

  • 262.

    Бернс, Дж. К., Стивенс, Д. А., Дан, Дж. Р.: обнаружение литиевого покрытия на месте с использованием высокоточной кулонометрии. J. Electrochem. Soc. 162 , A959 – A964 (2015).https://doi.org/10.1149/2.0621506jes

    CAS Статья Google ученый

  • 263.

    Bitzer, B., Gruhle, A .: Новый метод обнаружения литиевого покрытия путем измерения толщины элемента. J. Источники энергии 262 , 297–302 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.03.142

    CAS Статья Google ученый

  • 264.

    Ригер, Б., Шустер, С.Ф., Эрхард С.В. и др.: Многонаправленное лазерное сканирование как инновационный метод обнаружения локального повреждения клеток во время быстрой зарядки литий-ионных элементов. J. Хранение энергии 8 , 1–5 (2016). https://doi.org/10.1016/j.est.2016.09.002

    Артикул Google ученый

  • 265.

    Гримсманн, Ф., Герберт, Т., Браухле, Ф. и др .: Определение максимальных зарядных токов литий-ионных элементов для малых зарядов. J. Источники энергии 365 , 12–16 (2017).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.08.044

    CAS Статья Google ученый

  • 266.

    Ульманн, К., Иллиг, Дж., Эндер, М. и др .: Обнаружение на месте металлического лития на графите в экспериментальных ячейках. J. Источники энергии 279 , 428–438 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.01.046

    CAS Статья Google ученый

  • 267.

    Смарт, М.С., Ратнакумар, Б.В .: Влияние состава электролита на литиевое покрытие в литий-ионных элементах. J. Electrochem. Soc. 158 , А379 (2011). https://doi.org/10.1149/1.3544439

    CAS Статья Google ученый

  • 268.

    Петцл М., Данцер М.А.: неразрушающее обнаружение, определение характеристик и количественная оценка литиевого покрытия в коммерческих литий-ионных батареях. J. Источники энергии 254 , 80–87 (2014).https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.12.060

    CAS Статья Google ученый

  • 269.

    фон Людерс, К., Зинт, В., Эрхард, С.В., и др .: Литиевое покрытие в литий-ионных батареях исследовано с помощью релаксации напряжения и дифракции нейтронов на месте. J. Источники энергии 342 , 17–23 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2016.12.032

    CAS Статья Google ученый

  • 270.

    Шиндлер, С., Бауэр, М., Петцл, М. и др.: Релаксация напряжения и спектроскопия импеданса как оперативные методы обнаружения литиевого покрытия на графитовых анодах в коммерческих литий-ионных элементах. J. Источники энергии 304 , 170–180 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.11.044

    CAS Статья Google ученый

  • 271.

    Гуо, З.С., Чжу, Дж.Й., Фэн, Дж. М. и др.: Прямое наблюдение и объяснение литиевых дендритов промышленных графитовых электродов на месте.RSC Adv. 5 , 69514–69521 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ra13289d

    CAS Статья Google ученый

  • 272.

    Мехди, Б.Л., Цянь, Дж., Насыбулин, Э. и др .: Наблюдение и количественная оценка наноразмерных процессов в литиевых батареях с помощью операндно-электрохимического (S) ТЕМ. Nano Lett. 15 , 2168–2173 (2015). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b00175

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

  • 273.

    Сагане, Ф., Шимокава, Р., Сано, Х. и др.: Наблюдения с помощью сканирующей электронной микроскопии in-situ за реакциями осаждения лития и реакции удаления на поверхности раздела стеклянный электролит из оксинитрида лития и фосфора / Cu. J. Источники энергии 225 , 245–250 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.10.026

    CAS Статья Google ученый

  • 274.

    Вандт, Дж., Джейкс, П., Гранвер, Дж. И др.: Количественное и временное обнаружение литиевого покрытия на графитовых анодах в литий-ионных батареях.Матер. Сегодня 21 , 231–240 (2018). https://doi.org/10.1016/j.mattod.2017.11.001

    CAS Статья Google ученый

  • 275.

    Gotoh, K., Izuka, M., Arai, J., et al .: Исследование ядерного магнитного резонанса In situ 7Li релаксационного эффекта в практических ионно-литиевых батареях. Углерод 79 , 380–387 (2014). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2014.07.080

    CAS Статья Google ученый

  • 276.

    Финеган Д.П., Дарси Э., Кейзер М. и др.: Температурный разгон: определение причины разрушения литий-ионных батарей во время теплового разгона. Adv. Sci. 5 , 1870003 (2018). https://doi.org/10.1002/advs.201870003

    Артикул Google ученый

  • 277.

    Сан, Дж., Ли, Дж. Г., Чжоу, Т. и др .: Токсичность, серьезная проблема теплового разгона коммерческой литий-ионной батареи. Nano Energy 27 , 313–319 (2016).https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2016.06.031

    CAS Статья Google ученый

  • 278.

    Фернандес, Ю., Брай, А.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *