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鋰電池廠商預(yù)測(cè)未來(lái)鋰電池容量和充電速度將提高

來(lái)源:存能電氣  日期:2019-12-06 16:41  瀏覽量:

  鋰電池廠商預(yù)測(cè)未來(lái)鋰電池容量和充電速度將提高。當(dāng)今社會(huì),電池容量及充電速度一直都是熱門(mén)話(huà)題,不少鋰電池廠商把它作為產(chǎn)品噱頭,紛紛推出了各種新能源鋰電池,以此達(dá)到產(chǎn)銷(xiāo)兩旺的效果。美國(guó)西北大學(xué)教授及其團(tuán)隊(duì)稱(chēng),他們?cè)阡囯姵胤矫娴难芯咳〉昧酥卮笸黄疲梢詫㈦姵厝萘亢统潆娝俣榷继岣?0倍。

  鋰電池廠商預(yù)測(cè)未來(lái)鋰電池容量和充電速度將提高

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  鋰電池容量和充電速率是兩個(gè)主要的電池局限,容量受限于電荷密度,即電池的兩極能容納多少鋰離子,充電速率則受限于鋰離子從電解液到達(dá)負(fù)極的速度。

  采用硅和磷烯研發(fā)全新的復(fù)合物,用于制作鋰離子電池的陽(yáng)極,該材料非常高效,相較于當(dāng)前的鋰離子電池,新款陽(yáng)極材料將電池的充電速度和電池容量分別提升了3倍和5倍,同時(shí)還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽(yáng)極材料,會(huì)導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定性較弱。

  現(xiàn)有鋰電池的負(fù)極由碳基的石墨烯片層層堆積而成,一個(gè)鋰原子需要適配6個(gè)碳原子。為了增加儲(chǔ)電量,科學(xué)家曾嘗試?yán)霉璐嫣?,以使硅可以適配更多鋰,達(dá)到4個(gè)鋰原子對(duì)應(yīng)1個(gè)硅原子。然而,硅會(huì)在充電過(guò)程中顯著擴(kuò)展和縮小,從而引起充電容量的快速破裂和遺失,石墨烯片的形狀也會(huì)制約電池的充電率。

  為了穩(wěn)定硅以保持最大的充電容量,他們?cè)谑┢g加入硅簇,利用石墨烯片的彈性配合電池使用中硅原子數(shù)量的變化,使得大量鋰原子存儲(chǔ)于電極中。硅簇的添加可使能量密度更高,同時(shí)也能降低因硅擴(kuò)展和縮小引發(fā)的充電容量損失,可謂兩全其美。

  如何提高鋰電池容量

  1、使用粘結(jié)性、導(dǎo)電性更好的活性物質(zhì):這樣可以減少粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑在敷料中的含量,從而提高單位質(zhì)量敷料所能發(fā)揮的容量;另外粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的用量減少也可以提高材料活性物質(zhì)的壓實(shí)等加工性能。

  2、鋰電池組自放電率不同,電壓不一致等,先檢測(cè)出那一塊是不同電壓的電池,再更換與正常的鋰電池組容量、電壓、自放電、電池內(nèi)阻等一致的電池一起用?;蛘呤褂娩囯姵亟M電壓壓差平衡修復(fù)儀。

  3、選擇搭配性能更優(yōu)的材料體系:匹配性不好的材料組合在一起,不僅會(huì)降低鋰電池的循環(huán)性能,也可能影響到倍率性能甚至正負(fù)極的克發(fā)揮;同理,當(dāng)材料匹配性更好時(shí),克發(fā)揮、循環(huán)、膨脹率等性能或許都可以得到改善。

  如何提高鋰電池充電速度

  鋰電池的充電方法有很多種,常用的充電方法有恒定電流充電法、恒定電壓充電法、恒流恒壓充電法、變流充電法、脈沖充電法、間歇充電法等。

  (1)鋰電池性能的發(fā)揮受電池溫度的影響,溫度太低會(huì)影響電池內(nèi)部物質(zhì)的活性,太高會(huì)破壞內(nèi)部物質(zhì)的結(jié)構(gòu),一般允許的范圍是-20℃到+65℃之間,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一般選擇0℃到+60℃之間即可。

  (2)變電流間歇充電法的主充階段在限定充電電壓條件下,采用了電流逐漸減小的間歇方式加大了充電電流,即加快了充電過(guò)程,縮短了充電時(shí)間。但是這種充電模式電路比較復(fù)雜、造價(jià)高,一般只有在大功率快充時(shí)才考慮采用。

  (3)智能充電是目前較先進(jìn)的充電方法,通過(guò)檢查電池電壓和電流的增量來(lái)判斷電池充電狀態(tài),動(dòng)態(tài)跟蹤電池可接受的充電電流,使充電電流自始自終在電池可接受的最大充電曲線附近。

  目前石墨烯在電池上的應(yīng)用,主要是和硅結(jié)合在電池負(fù)極里面代替原來(lái)的石墨,這樣可以提升電池的整體容量和充電速度,但性能提升效果有限,對(duì)鋰電池進(jìn)行充電要按照時(shí)間順序?qū)ζ涑潆婋娏骱统潆婋妷哼M(jìn)行控制,不能濫充,否則就極易損壞電池。

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