17年專注鋰電池定制

鋰電池廠商預測未來鋰電池容量和充電速度將提高

來源:鉅大LARGE    2019-12-22    點擊量:115

鋰電池廠商預測未來鋰電池容量和充電速度將提高。當今社會,電池容量及充電速度一直都是熱門話題,不少鋰電池廠商把它作為產品噱頭,紛紛推出了各種新能源鋰電池,以此達到產銷兩旺的效果。美國西北大學教授及其團隊稱,他們在鋰電池方面的研究取得了重大突破,可以將電池容量和充電速度都提高10倍。


鋰電池廠商預測未來鋰電池容量和充電速度將提高


鋰電池容量和充電速率是兩個主要的電池局限,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負極的速度。


采用硅和磷烯研發全新的復合物,用于制作鋰離子電池的陽極,該材料非常高效,相較于當前的鋰離子電池,新款陽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,同時還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽極材料,會導致其循環穩定性較弱。


現有鋰電池的負極由碳基的石墨烯片層層堆積而成,一個鋰原子需要適配6個碳原子。為了增加儲電量,科學家曾嘗試利用硅代替碳,以使硅可以適配更多鋰,達到4個鋰原子對應1個硅原子。然而,硅會在充電過程中顯著擴展和縮小,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制約電池的充電率。


為了穩定硅以保持最大的充電容量,他們在石墨烯片之間加入硅簇,利用石墨烯片的彈性配合電池使用中硅原子數量的變化,使得大量鋰原子存儲于電極中。硅簇的添加可使能量密度更高,同時也能降低因硅擴展和縮小引發的充電容量損失,可謂兩全其美。


如何提高鋰電池容量


1、使用粘結性、導電性更好的活性物質:這樣可以減少粘結劑、導電劑在敷料中的含量,從而提高單位質量敷料所能發揮的容量;另外粘結劑、導電劑的用量減少也可以提高材料活性物質的壓實等加工性能。


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、電池內阻等一致的電池一起用。或者使用鋰電池組電壓壓差平衡修復儀。


3、選擇搭配性能更優的材料體系:匹配性不好的材料組合在一起,不僅會降低鋰電池的循環性能,也可能影響到倍率性能甚至正負極的克發揮;同理,當材料匹配性更好時,克發揮、循環、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)鋰電池性能的發揮受電池溫度的影響,溫度太低會影響電池內部物質的活性,太高會破壞內部物質的結構,一般允許的范圍是-20℃到+65℃之間,在進行設計時一般選擇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,即加快了充電過程,縮短了充電時間。但是這種充電模式電路比較復雜、造價高,一般只有在大功率快充時才考慮采用。


(3)智能充電是目前較先進的充電方法,通過檢查電池電壓和電流的增量來判斷電池充電狀態,動態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用,主要是和硅結合在電池負極里面代替原來的石墨,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,對鋰電池進行充電要按照時間順序對其充電電流和充電電壓進行控制,不能濫充,否則就極易損壞電池。


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