Как разработать интеллектуальные и адаптивные литий-ионные аккумуляторы для различных сред?

С ростом популярности литий-ионных аккумуляторов на мировом рынке миллиарды литий-ионных аккумуляторов производятся каждый год и попадают в руки потребителей. Литий-ионные аккумуляторы не только несут в себе большое удобство, но и скрывают множество проблем с безопасностью. В последние годы, с развитием волны интеллекта, все больше и больше оборудования развивалось в направлении интеллекта, такого как телевидение, динамики, автомобили и т. Д. Они могут постоянно совершенствоваться и реализовывать самоэволюцию в зависимости от окружающей среды и привычки пользователей. Улучшение взаимодействия с пользователем.

Для литий-ионных аккумуляторов во время использования могут быть проверены различные условия использования, а некоторые сценарии использования могут создавать более серьезные проблемы для литий-ионных аккумуляторов. Мы надеемся, что литий-ионные аккумуляторы станут более интеллектуальными и смогут регулировать стратегию использования литий-ионных аккумуляторов в соответствии с условиями эксплуатации. С одной стороны, он гарантирует безопасность литий-ионных аккумуляторов, а с другой стороны, он может гарантировать производительность и срок службы литий-ионных аккумуляторов.

Умная самозащита

Самозащита литий-ионных элементов является основной функцией литий-ионных элементов. В настоящее время система BMS литий-ионных аккумуляторов может в основном выполнять такие функции, как температурная защита и защита по току, но все это защита на уровне системы. Интеллектуальная конструкция литий-ионных аккумуляторов может обеспечить самозащиту слоя литий-ионных аккумуляторов, например, путем добавления дополнительных индукционных электродов к аккумулятору, увеличения интеллектуальных материалов с температурной обратной связью и добавления некоторых интеллектуальных структур и материалов к литиево-ионному аккумулятору. Таким образом, может быть реализован интеллектуальный дизайн литий-ионного аккумулятора.

1, конструкция защиты от короткого замыкания

Внутреннее короткое замыкание - серьезная проблема, влияющая на безопасность литий-ионных батарей. Короткое замыкание в литий-ионных батареях, вызванное литиевыми дендритами и избыточными материалами, часто вызывает серьезные проблемы с безопасностью.

Чтобы решить проблему внутреннего короткого замыкания, вызванного ростом дендритов лития, были разработаны различные методы контроля роста дендритов лития внутри ионно-литиевой батареи. Например, Wu et al. разработали многофункциональную мембрану, которая включает в себя слой металла в середине обычной полимерной мембраны. Этот слой металла действует как детектор дендрита лития, отслеживая соотношение между металлом и отрицательным электродом. Разница напряжений позволяет осуществлять мониторинг дендритов лития, так что диафрагма сохраняет функцию традиционной диафрагмы, а также осуществляет мониторинг дендритов лития. Трехслойная композитная многофункциональная диафрагма KaiLiu Стэнфордского университета характеризуется добавлением SiO2 в средний слой диафрагмы. Когда дендрит лития растет до определенной степени, когда мембрана прокалывается, SiO2 реагирует с металлическим литием, поглощая дендриты лития. Чтобы избежать дальнейшего роста дендритов лития.

2, умный, чтобы предотвратить перегрев литий-ионного аккумулятора

Если литий-ионный аккумулятор перегревается (например, внешний нагрев, короткое замыкание, самовыпуск тепла и т. Д.), Это вызовет сжатие диафрагмы, вызывая короткое замыкание положительного и отрицательного полюсов, что приведет к тепловому разгоне . Традиционная композитная диафрагма PP-PE-PP может автоматически закрывать отверстие при более низкой температуре, тем самым отключая положительные и отрицательные реакции и достигая эффекта предотвращения перегрева батареи. Однако, если температура слишком высока, слой ПП также сжимается. Эта трехслойная композитная диафрагма также вышла из строя.

Чтобы решить проблему безопасности литий-ионных аккумуляторов при перегреве, Yim et al. разработал электролитический добавочный материал, который может защитить безопасность литий-ионных аккумуляторов при перегреве. Все мы знаем, что обычный электролитический антипирен окажет серьезное влияние на характеристики литий-ионных батарей, поэтому его сложно применить на практике. Yim et al. антипирены содержатся в отдельных небольших капсулах. Материалы наружных стенок этих капсул очень стабильны в электролите, поэтому при нормальных условиях это не повлияет на работу литий-ионных батарей. Когда температура превышает 70 градусов Цельсия, под действием давления пара антипирена ДМТП разрыв оболочки вызывает выделение антипирена в электролит, что приводит к резкому снижению проводимости электролита и предотвращению дальнейшая реакция в АКБ.

Защита литий-ионных аккумуляторов в описанном выше методе одноразовая, то есть при срабатывании защитного механизма вся батарея выйдет из строя. Для решения вышеуказанных проблем Ян и др. разработана защитная мера, которую можно активировать несколько раз. Метод характеризуется использованием интеллектуального электролита, который может обратить вспять золь-гель превращение под воздействием температуры. Этот электролит в основном состоит из PNIPAM / AM. Когда температура превышает температуру перехода, PNIPAM изменится с гидрофильного на гидрофобный, что значительно замедлит распространение ионов в нем. Важно то, что реакция полностью обратима при понижении температуры, поэтому может быть достигнута многократная защита батареи. Эта технология может быть применена к водяному суперконденсатору для защиты безопасности конденсатора.

Страница содержит содержимое машинного перевода.