22 лет персонализации аккумуляторов
Oct 14, 2021 Вид страницы：289
Ионное сопротивление электрода и сепараторов, заполненных электролитом, определяет, насколько хорошо литий-ионный аккумулятор работает при максимальной скорости заряда. Проницаемость и извилистость необходимы для понимания и моделирования токов утечки в пористых компонентах батареи.
Преобразовательные устройства, которые можно использовать для соответствия функциональному ионному сопротивлению электрода, позволяя измерять зависящую от пористости статистику Мак-Муллина и извилистость электродов с различными активными веществами и высоким содержанием проводимости. Модели на основе аккумуляторов также могут дать представление о динамике и транспортных свойствах аккумуляторов, которые недоступны или частично доступны экспериментально, они являются полезным инструментом для оценки эффективности, безопасности и повседневного существования литий-ионных аккумуляторов. Выбор подходящих физических моделей и граничных условий, а также сопровождающих их, точно определенных, динамических и транспортных параметров является важнейшей задачей для получения качественных и оценочных фактических данных. В статье ниже вы узнаете все о материалах электродов батареи и извилистости.
Аккумуляторные электродные материалы
Современные катоды состоят из первых оксидных материалов или фосфатов. Аноды из графита или электролитного комплекса Li4Ti5O12 имеют меньше вариантов. Эти материалы легкие, с относительно высокими характеристиками и высокой удельной мощностью, и в целом они хорошо работают.
1) Катоды
LiCoO2, первый обнаруженный катод на основе интеркаляционного оксида, в настоящее время используется в аккумуляторных батареях для бытовой техники. Эта комбинация состоит из -NaFeO2 (пространственная группа R3-m), которая состоит из кубических ресурсов, которые могут помочь кислородным массивам с комплексами металлов и ионами лития, занимающими октаэдрические позиции различной толщины.
В полулитиевых элементах предполагаемый профиль LiCoO2 становится все более наклонным, и примерно половина лития может быть извлечена ниже 4,2 В по сравнению с Li / Li +, в результате чего удельная емкость составляет 140 мАч / г. Более высокая эффективность может быть достигнута за счет повышения предела напряжения заряда, но из-за структурного разрушения сильно делитированной молекулы LixCoO2 и постоянного окисления электролита это вредит сроку службы7. Исследователи рассмотрели дополнительные слоистые оксидные материалы из-за ограниченности ресурсов, высокой стоимости Co и требований к высокой плотности мощности. Несмотря на низкую удельную мощность, свойства безопасности электрода LiFePO4 привлекательны для некоторых транспортных средств. При нагревании заряженный материал FePO4 не выделяет кислород, а вместо этого превращается в электрохимически нейтральную кварцевую структуру того же образования.
2) Анод
В настоящее время имеется всего два коммерчески доступных анодных материала: на основе углерода (первичный графит) и оксидной шпинели Li4Ti5O12. Использование электрода с относительно невысокой сложностью позволяет преодолеть трудности, связанные с цикличностью и стабильностью, которые препятствовали любому использованию литиевых анодов в аккумуляторных батареях. Литиевые нейроны не образуются на графитовых анодах при нормальной работе и повреждениях, и эти батареи можно эффективно использовать.
Фильтрация, улучшение морфологии частиц и использование добавок к электролиту значительно снизили неэффективность; в результате современные литий-ионные аккумуляторы имеют начальную невосполнимую емкость всего в несколько процентов. Осаждение растворяющегося металла на катоде или резкие колебания температуры во время работы могут дестабилизировать SEI, требуя его повторного образования и дополнительной потери циклических ионов.
Литий-ионные батареи также интересуются неграфитовым углеродом, который содержит графеновые структуры, но не имеет долгосрочных стратегий сохранения. Литий вводится в эти вещества с большей вероятностью, чем графит, и здесь нет ступенчатости. В то время как непоправимые возможности некоторых типов дисфункционального углерода (например, твердого углерода) часто намного выше, чем у листов графена, SEI на некоторых типах разрушенного углерода (например, твердый углерод) менее подвержен повреждению, что делает их пригодными для связывания с катоды из шпинели из оксида марганца, в которых возникает проблема распада металла. Электрохимические характеристики (форма профиля напряжения и емкость) неорганизованных углей существенно различаются в зависимости от сложности.
Что такое электрод в батарее?
Электрод - это электрический проводник, который, в частности, контактирует с неметаллическим компонентом цепи. Электроды в батареях соединяют электрические соединения с электролитом. Катод - это электрод на положительном полюсе, а анод - это электрод на отрицательном конце. Каждый электрон поляризован, поэтому катод притягивается к отрицательному элементу, а анод притягивается к положительному элементу, где они встречаются с электролитом.
На электродах происходят химические процессы, вызывающие прохождение электрического тока, когда батарея разряжается или заряжается. На катоде происходят реакции восстановления, в которых атомы приобретают электроны и создают в растворе отрицательно заряженные ионы, известные как ионы. Анод - это место, где происходят реакции окисления, когда атомы отдают электроны для генерации положительных зарядов, известных как катионы.
В зависимости от того, является ли батарея заряжаемой и разряжающейся, анод и катод меняются местами в этих альтернативных значениях. Однако, когда речь идет о компонентах батареи, электроды обычно называют их функцией во время разряда.
В результате, даже несмотря на то, что электрод, который служит катодом во время разряда, является анодом во время перезарядки, он постоянно упоминается как катод батареи. Точно так же, даже если он может стать катодом во время зарядки, электрод, который действует как анод после разряда, сохраняет свою номенклатуру. Свободные электроны входят в соединения на концах электродов и выходят из них, касаясь электрической цепи, когда ток проходит через батарею. Ионные облака возникают в электролитах на другом конце проводов.
Что такое извилистость электрода?
Коэффициент извилистости пористых электродов батареи является критическим показателем для численного моделирования, который связывает микроструктуру электрода с эффективностью. В результате очень важно иметь метод точного определения переменных извилистости. В этой работе предлагается численный метод сравнения двух стандартных экспериментальных процедур, основанный на моделировании данных на созданных численно микроструктурных изображениях. При использовании для характеристики электродов подчеркивается несколько существенных недостатков с традиционным компонентом извилистости "проточного" типа.
В результате разработан «компонент извилистости электрода», который представляет механизмы переноса, более важные для пористых электродов, чем фактор извилистости «проточного» типа. Результаты моделирования подчеркивают важность непротекающих («тупиковых») пор в реальной работе электродов. Это фактический результат оптимизации конструкции электродов, который следует тщательно учитывать разработчикам электрохимических моделей. В дополнение к электрохимическим подходам для определения компонента извилистости для получения геометрии этих пористых электродов с помощью нанотехнологии можно использовать методы трехмерной визуализации. Даже если отсканированный объем пренебрежимо мал по сравнению с ячейкой, если он является значительным по отношению к характеристикам пор, данные можно использовать для получения средних морфологических показателей, которые указывают на весь электрод.
Заключение
Вышеупомянутая статья упомянула все, что касается электродных батарей, какие материалы используются в электродных батареях, катодах и анодах. В нем объясняется, что такое электрод в батареях, его использование и, наконец, в статье объясняется, что такое электрод в извилистом состоянии. Так что проясните все свои сомнения, прочитав статью, посвященную электродным батареям и извилистости.
Оставить сообщение
Мы скоро свяжемся с вами
