Плотность электролита автомобильного аккумулятора: Как выбрать электролит для автомобильного аккумулятора — dvd-auto.ru — Штатные головные устройства c GPS навигацией

Содержание

Зарядка автомобильного аккумулятора. Плотность раствора электролита

4. Определение степени заряженности аккумулятора

Аккумулятор в автомобиле хорошо себя чувствует, а значит и дольше служит только в случае, если при эксплуатации его заряженность близка к полной. В среднем же статистика свидетельствует о явном «недомогании» аккумулятора в течении достаточно большого промежутка времени: 80% времени аккумулятор заряжен на 75-100%, 15% времени — в пределах 50-75% и 5% времени — менее 50%. Особенно плохо дело обстоит зимой при кратковременных городских поездках, когда, несмотря на наличие мощного генератора, расход электроэнергии многочисленными потребителями полностью не восполняется.

При отключенных потребителях электропитания зарядка автомобильного аккумулятора начинается при частоте вращения коленчатого вала 700-900 об/мин. Если потребители берут ток 10А (габаритные огни и вентилятор отопителя), то для обеспечения зарядки требуется 1500 об/мин. , а при 20А (дальний свет фар или противотуманные фонари, вентилятор отопителя и стеклоочиститель) уже все 2500 об/мин.

Причины снижения заряженности аккумулятора при эксплуатации хорошо известны. Это и бесконтрольное использование потребителей энергии, и невнимание к натяжению ремня привода генератора, и банальная забывчивость: как часто видишь на стоянке автомобиль с включенными габаритными огнями.

Когда автомобилю предстоит длительная стоянка, аккумулятор лучше всего отключить: снять с минусовой клеммы наконечник или отключить массу с помощью выключателя (при наличии такового). Это предотвращает утечку тока через влагу и грязь на клеммах, через поврежденную изоляцию или диоды выпрямителя. На стоянке происходит и саморазряд аккумулятора, который тем сильней, чем выше температура окружающего воздуха. При плюсовой температуре стоящую без работы аккумуляторную батарею нужно подзаряжать ежемесячно. При морозе же саморазряд идет очень медленно и аккумулятор может простоять без подзарядки всю зиму. Так что уносить на зиму аккумуляторную батарею в теплую квартиру не только нецелесообразно, но даже вредно. Но здесь тоже нужно оговориться: старый аккумулятор (свыше 3-х лет) сам по себе уже склонен к саморазряду. За зиму он может так разрядиться, что электролит в банках замерзнет и разорвет их. Поэтому зимой рекомендуется 2-3 раза проверить плотность электролита, имея в виду что замерзание происходит при температуре, приведенной в таблице ниже:

Плотность электролита при температуре 15^оС	Температура застывания электролита, ^оС
1,10	-7
1,15	-14
1,2	-25
1,25	-68

О степени разряженности аккумулятора , а также о его общем состоянии можно судить по плотности электролита. В новом, полностью заряженном аккумуляторе плотность электролита при температуре +15^о должна составлять 1,26-1,28г/см³ (допускается в пределах от 1,23 до 1,31г/см³). Начальная плотность электролита устанавливается в зависимости от климатической зоны. Но измерять начальную плотность нужно не у заливаемого электролита, а после полной дозарядки. Первый раз это необходимо сделать очень тщательно, не забывая вносить поправку на температуру электролита (0,01г/см³ на каждые 15^оС). Полученное исходное значение плотности лучше записать: в будущем оно может пригодиться. Когда аккумуляторная батарея разряжается, её плотность падает: в батарее, разряженной на 25%, плотность уменьшается на 0,04г/см³, а разряженной на 50% — на 0,08г/см³, и т.д.

Степень разряженности аккумулятора можно определить не только по плотности электролита, но и измерением ЭДС (электродвижущей силы) с помощью тестера или точного вольтметра. Делается это следующим образом: аккумуляторную батарею отключают от бортовой сети автомобиля и дают ей «отдохнуть» по крайней мере 1 ч, потом измеряют ЭДС. У полностью заряженного аккумулятора при +15-20^оС ЭДС=12,72 В, у заряженной на 75% — 12,54 В, на 50% — 12,30 В и на 25% — 12,00 В.

При обнаружении недозаряда, если в ближайшее время не предвидится дальних поездок, необходимо снять аккумулятор и дозарядить её любым током, численно не превышающем 0,1 номинальной емкости (до тех пор, пока не начнется газовыделение)

В литературе можно встретить термин «перезаряд». Под этим понимают обычно не само состояние аккумулятора (перезарядить аккумуляторную батарею просто невозможно!), а процесс зарядки полностью заряженного аккумулятора достаточно большим током, который имеет место при напряжении на клеммах батареи более 14,5 В.

Может случиться и так (это бывает чаще всего после длительного бездействия аккумуляторной батареи), что плотность электролита в разных банках аккумулятора различается более чем на 0,02г/см³. В этом случае необходимо провести уравнительный заряд током 1,5-2 А Если разность плотности остается больше 0,02г/см³, это свидетельствует о неисправности банки с меньшей плотностью.

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Автомобильный аккумулятор предназначен для обеспечения бортовой сети транспортного средства и накопления энергии, которую вырабатывает генератор. Больше века кислотно-свинцовые батареи применяются в автомобильной промышленности и по-прежнему удерживают лидирующие позиции. Причина долголетия проста – высокая эффективность при дешевой себестоимости. Подобные батареи состоят из гальванических элементов, которые взаимодействуя с водным раствором серной кислоты, вырабатывают электрическую энергию. Такие источники питания имеют стабильную плотность электролита в аккумуляторе, отличаются высокой морозоустойчивостью и длительным сроком работы.

Плотность электролита

Электролит — это основной компонент аккумулятора, а именно, вещество, проводящее электрический ток вследствие распада на ионы в растворе. Основным свойством, которое необходимо знать при использовании АКБ в автомобиле, является плотность электролита — в науке данный термин означает соотношение массы жидкости к занимаемому объему. В АКБ роль раствора выполняет электролит, состоящий из кислоты и дистиллированный воды.

Непосредственно плотность зависит от температуры электролита (чем ниже температура, тем выше плотность). Работа аккумулятора – это чередование циклов разрядки и зарядки, во время которых происходит широкий спектр химических реакций. При разрядке батареи химическая энергия трансформируется в электрический ток, при зарядке электричество превращается в химическую энергию. Данные процессы оказывают серьезное влияние на плотность электролитического раствора. Процесс зарядки повышает плотность электролита, разряд элемента питания – понижает это значение.

Температура замерзания электролита в зависимости от плотности — Таблица 1

С помощью прибора ареометра можно замерить плотность электролита в аккумуляторе, а также точно определить степень зарядки АКБ. При полном разряде батареи, показатель плотности падает настолько, что между пластинами остается практически дистиллированная вода. Сульфат свинца, который избыточно вырабатывается во время разряда, полноценно не расходуется при зарядке батареи и покрывает свинцовые пластины белым налетом. Сульфатация негативно влияет на емкость аккумулятора, сокращая рабочий ресурс источника питания. Свинцовые пластины со временем начинают осыпаться, что приводит к короткому замыканию внутри батареи.

Поскольку электролит является смесью воды и кислоты, то плотность электролита в аккумуляторе может возрастать. При зарядке АКБ происходит электролиз – выкипание дистиллированной воды из корпуса, благодаря чему концентрация кислоты в растворе возрастает, увеличивая его плотность. Печальная перспектива электролиза очевидна. Потеря воды неизбежно приведет к уменьшению уровня жидкости. Свинцовые пластины оголятся и вступят в химическую реакцию с кислородом, что приведет к осыпанию свинца и выходу батареи из строя. Именно поэтому важно остановить зарядку батареи при первых признаках кипения жидкости и своевременно доливать дистиллят при низком уровне электролита в обслуживаемых батареях.

Устройство и принцип работы АКБ

Для того чтобы качественно провести обслуживание аккумулятора и обеспечить правильную его работу, необходимо хотя бы приблизительно представлять, что у него внутри и как все это работает. Поэтому, прежде чем перейти к вопросам об электролите, необходимо понять, как устроен автомобильный аккумулятор и по какому принципу он работает.

Конструкция батареи

Практически все свинцово–кислотные батареи имеют одинаковую конструкцию. Состоят они из отдельных секций (банок), каждая из которых имеет набор положительных и отрицательных пластин. Первые называются катодными и выполнены из металлического свинца. Вторые, анодные, сделаны из диоксида свинца. Пластины собраны в пакет и помещены в кислотостойкую емкость, в которую впоследствии заливается рабочая жидкость – водный раствор серной кислоты или так называемый электролит.

Устройство секции свинцово-кислотного аккумулятора:

1 – крышка банки;
2 – корпус банки;
3 – ребристый отстойник;
4 – пластины, собранные в пакет;
5 – отрицательный (анодный) вывод;
6 – отрицательный (анодные) пластины;
7 – диэлектрическая прокладка – сепаратор;
8 – положительный (катодный) вывод;
9 – положительные (катодные) пластины.

Готовые секции, соединенные последовательно, и являются аккумуляторной батареей. В шестивольтовых АКБ таких секций три, в 12-ти вольтовых – шесть.

Как это работает

Итак, конструкция АКБ достаточно проста, но каким образом на ее выводах появляется напряжение? Действительно, если взять батарею прямо из магазина и подключить к ней вольтметр, то прибор покажет «0». Отсутствие тока обусловлено тем, что электролит не заливается в батарею сразу после изготовления, и в стоящем на магазинной полке аккумуляторе пластины сухие. Рабочая жидкость заливается в АКБ уже после покупки.

Самое время выяснить, для чего нужен электролит. Поскольку положительные и отрицательные пластины имеют различный химический состав, между ними, погруженными в кислотный раствор, возникает разность потенциалов (примерно 2 В на секцию, чем и обусловлено количество секций в батарее). При подключении к клеммам АКБ нагрузки между пластинами, благодаря высокой электропроводности электролита, начинает течь ток. Одновременно начинается химический процесс преобразования диоксида свинца в сульфат свинца с участием серной кислоты. Как только количество диоксида и серной кислоты упадет до определенного уровня, процесс прекратится, и батарея перестанет вырабатывать ток – разрядится.

В процессе разрядки серная кислота и диоксид свинца расходуются на образование сульфата свинца

Рекомендуем: Характеристики автомобильного аккумулятора Bosch s5

Но аккумуляторы, в отличие от гальванических элементов (батареек), могут восстанавливать свои химические свойства. Если подключить АКБ к источнику постоянного тока, то под его действием сульфат начнет разлагаться на диоксид свинца и серную кислоту. Батарея начнет заряжаться, преобразуя электрическую энергию в химическую. Как только количество диоксида и кислоты достигнет исходных величин, батарею можно считать заряженной.

Химические процессы, возникающие в батарее при ее разрядке и зарядке

Серная кислота, входящая в состав электролита, играет одну из основных ролей в работе АКБ. Именно от ее свойств будет зависеть качественная и долговременная работа батареи в целом.

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Отечественные автовладельцы ведут отчаянный спор о правилах эксплуатации аккумуляторных батарей. Количество автомобилей стремительно растет, и каждый водитель пытается сформулировать свою позицию по данному вопросу. Даже среди профильных специалистов мнения существенно разнятся. Поэтому будем отталкиваться от рекомендаций производителей, ведь только разработчики элементов питания способны сформулировать нюансы эксплуатации собственных изделий. Любая новая АКБ имеет сопроводительную инструкцию, в которой конкретно прописаны мероприятия по техническому обслуживанию.

Аккумуляторная батарея негативно воспринимает и повышенную, и пониженную плотность электролита. Высокий показатель плотности активизирует химические процессы, делая электролит «агрессивным», что приводит к значительному снижению рабочего ресурса изделия. Низкая плотность уменьшит емкость АКБ, что способствует проблемам запуска силового агрегата, особенно в зимнее время. Именно по этой причине необходимо придерживаться значений, рекомендованных производителем. Плотность полностью заряженного нового аккумулятора должна составлять 1.27 г/см3 при температуре +25 °С. При жарком климате допускается понижение плотности на 0,01 г/см3 , а при морозах — на 0,01 — 0,02 г/см3 больше.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Современный аккумулятор – устройство, сбалансированное и беспричинно корректировать электролит бессмысленно. Плотность электролита в аккумуляторе 1. 27 г/см3 не позволит кристаллизоваться жидкости до –50°С. Подобные экстремальные температуры встречаются только на крайнем севере. В таких регионах плотность увеличивают, чтобы предотвратить замерзание электролита. Лучше своевременно заряжать батарею и не допускать разряда, чтобы показатель плотности держался в номинальном значении. Поскольку температура окружающей среды изменчива, то для замера плотности электролита предлагаем использовать специальную таблицу с поправками.

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом — Таблица 2

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Данную процедуру необходимо выполнять с периодичностью в три месяца или каждые 15-20 тыс. км, дабы контролировать работоспособность элемента питания. Также замеры производят при покупке новой батареи или при возникновении проблем во время запуска двигателя. Проверку можно выполнить на станции технического обслуживания или самостоятельно в условиях гаража. Перед проверкой показателя электролита следует полностью зарядить аккумулятор и сделать временную паузу длительностью шесть часов. Ведь во время зарядки плотность электролита повышается и информация будет некорректной. Для процедуры измерения потребуется ареометр, который можно приобрести в любом автомагазине. Данное устройство вполне доступно, так как имеет низкую цену.

Для работы потребуется:

Ареометр
Защитные очки
Сухая хлопчатобумажная ткань
Резиновые перчатки.

Перед измерением источник питания необходимо установить на ровную поверхность и выкрутить заглушки. Далее следует рукой сжать резиновую грушу прибора и опустить наконечник ареометра в крайнюю банку АКБ. Погрузив устройство в электролит, грушу можно отпустить. Разряженный воздух в колбе, начнёт засасывать жидкость из банки. Теперь нужно визуально оценить уровень раствора в ареометре. Количество жидкости должно позволить измерительному поплавку свободно плавать внутри прибора.

После того, как поплавок прекратит колебательные движения, можно зафиксировать показатель плотности электролита, который должен составлять 1,24 – 1,29 г/см3. Если цифры существенно отличаются, то следует выполнить коррекцию плотности раствора. Аналогичные процедуры необходимо произвести со всеми банками аккумулятора. Следует помнить, что любые операции с электролитом необходимо выполнять в защитных перчатках и очках. После завершения работ пластиковый корпус АКБ рекомендуется насухо протереть чистой тряпкой, дыбы исключить саморазряд батареи.

Когда и чем доливают аккумулятор

Необходимость доливки рабочей жидкости в батарею возникает нечасто, но она бывает необходимв. Что, сколько и в каких случаях нужно доливать? Всего таких случаев два: низкий уровень электролита и ненормальная кислотность рабочей жидкости.

Низкий уровень в секциях

Эта ситуация возникает часто, поскольку в процессе работы батареи вода испаряется или, как принято говорить, выкипает. При этом уровень раствора в секциях уменьшается, и края пластин оказываются сухими. Определить это можно визуально, просто свинтив пробки с секций и заглянув в заливные горловины. Нормальный уровень жидкости в секции должен быть примерно на 1 см выше уровня среза пластин. В некоторых АКБ даже имеется специальная метка, отштампованная на корпусе. Если уровень низкий, то ситуация хоть и серьезна, но устранить ее легко. Для этой операции понадобятся:

медицинский шприц без иглы или автомобильный ареометр;
дистиллированная вода;
средства защиты (очки и резиновые перчатки).

Дистиллированная вода набирается в шприц и заливается в соответствующие секции, до нужного уровня. После доливки жидкости в аккумулятор его ставят на зарядку. В этом плане автоареометр намного предпочтительней, поскольку, долив воду, тут же можно проконтролировать плотность раствора.

Следует соблюдать осторожность: нельзя работать с кислотой, если глаза не защищены.

Ненормальная кислотность

Если изначально батарея была заправлена как положено, то чрезмерно большая плотность электролита в аккумуляторе может появиться только в случае, если выкипела вода или измерения проводились при сильном морозе (с понижением температуры плотность повышается, и это нормально). В первом случае достаточно просто долить воду, во втором – произвести перерасчет или, что проще и правильнее, заняться измерениями в отапливаемом помещении.
А вот падение концентрации кислоты – ситуация реальная. Обычно это происходит из-за неправильной эксплуатации АКБ или ввиду ее «преклонного возраста». Причина – появление нерастворимого сульфата, который при своем образовании использовал кислоту, но уже не разлагается при зарядке, а значит, вернуть ее обратно в раствор не может. Ситуация не особо радостная, но восстановить плотность необходимо хотя бы для того, чтобы дотянуть до покупки новой батареи.

Коррекция плотности электролита

Эксплуатация автомобиля подразумевает циклическую нагрузку на АКБ, во время которой катализатор электрохимического процесса изменяет свою структуру. Поскольку электролит состоит из кислоты(35%) и дистиллированной воды(65%), то это соотношение способно изменяться в зависимости от степени заряженности источника энергии. Во время движения транспортного средства генератор постоянно подает на батарею электрический ток.

Когда емкость восстанавливается, начинается процесс электролиза, во время которого электролит закипает и испаряется. Аналогичный процесс происходит при длительной зарядке специальным устройством. Количество воды в растворе уменьшается, из-за чего увеличивается плотность и убавляется объем жидкости. Чтобы восстановить номинальное значение необходимо долить дистиллированную воду в каждую банку батареи.

Причины снижения плотности электролита

Чтобы поддержать работоспособность элемента питания автовладельцы добавляют в батарею дистиллированную воду, забывая проверить показатели плотности. Большая концентрация воды приводит к сильному электролизу, во время которого вместе с водой начинает испаряться серная кислота, что снижает плотность электролита. Со временем содержание кислоты в растворе становится критическим и раствор перестает выполнять функцию катализатора химических процессов, что негативно отражается на функциональности аккумулятора.

Инструкция проверки

Проверить уровень плотности – задача не трудная. Для ее выполнения нужно лишь обзавестись специальным прибором. Некоторые автоэксперты советуют денсиметр, другие – ареометр.

В данном материале будет подана инструкция того, как проверить плотность при помощи ареометра.

Рекомендуем: ДМРВ: что это такое

Прежде чем приступить непосредственно к проверке плотности, нужно запомнить, что делать это желательно при температуре +25°С. А также, помимо ареометра, понадобятся мерный стакан и клизма-груша, собственно сам электролит, но обязательно свежий, также дистиллированная вода и, при отдельной необходимости, о чем будет рассказано немного позже, аккумуляторная кислота, паяльник и дрель.

Итак, пошаговая инструкция правильной проверки параметра плотности в АкБ:

Отдельно для каждой банки измерить параметры электролита.
При помощи клизмы-груши откачать из каждой банки поочередно максимальное количество старого раствор. При этом также нужно замерить его объем.
Долить свежий электролит в количестве половины объема от ранее выкачанного.
Активно потрясти/покачать аккумулятор, чтобы обеспечить смешивание жидкостей.
Проверить анализируемый параметр путем погружения ареометра в электролит благодаря заливному отверстию в корпусе АкБ. При этом электролит перетечет в стеклянную трубку, а поплавок прибора всплывет в корпусе, не прикасаясь к стенкам трубки. После того, как колебания ареометра прекратятся, уровень плотности будет показан не шкале. В случае, если значение не достигло оптимального, ранее перечисленные операции следует производить повторно до тех пор, пока показатели будет нормальные.
Остаток долить дистиллированной водой.

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Любая батарея состоит из нескольких банок, поэтому, чтобы поднять плотность электролита в аккумуляторе, придется корректировать электролитический раствор в каждой отдельной емкости. С помощью спринцовки жидкость выкачивается и отправляется в мерную емкость. После чего в банку заливается аналогичное количество нового электролита, который в готовом виде можно приобрести в магазине. Данная операция выполняется с каждой банкой, после чего аккумулятор необходимо зарядить в течение 30 минут, чтобы раствор перемешался. Затем после двухчасовой паузы повторно измеряем показатели плотности. При необходимости нужно повторить коррекцию электролита. Важно помнить, что разность плотности в банках не должна превышать 0.01 г/см3.

Бывают ситуации, когда показатель плотности падает ниже значения 1.18 г/см3. В таких случаях вышеописанная технология не поможет восстановить работоспособность батареи – необходима полная замена электролитического раствора.

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Существует еще один способ, которым следует поделиться. Он требует меньших трудозатрат и больше времени. Суть процесса проста – необходимо поставить батарею на зарядку, выставив минимальный ток (не более 1A). Достигнув полного заряда, аккумуляторная батарея начнет «кипеть». При этом дистиллированная вода будет активно испаряться. Уровень жидкости в корпусе постепенно снизится. Вместо испарившейся воды, доливаем электролит номинальной плотности. Процесс очень длительный, однако, за несколько суток можно добиться необходимого результата.

Как выбрать АКБ для зимы?

Выбирая запчасти, иногда очень сложно определить, какой аккумулятор лучше для зимы. Чего делать не следует, так это обращать внимание на надписи типа «Арктический», «Arctic» и им подобные. Дело в том, что производители имеют полное право написать на корпусе или в названиях своих аккумуляторов любое слово, но технической характеристикой оно при этом являться не будет. Так что, если на нем написано «зимний», а в руководстве по эксплуатации этого не отражено, то надпись можно смело игнорировать.

Какие батареи хорошо работают даже самыми холодными зимами? Объективно лучшими для холодного времени года являются гелевые необслуживаемые устройства. От других аккумуляторов они отличаются тем, что там используется электролит консистенции геля. Такое устройство не требуется многократно подзаряжать, да и замерзнуть гелю сложнее, чем жидкости. Но устанавливать его на старый автомобиль можно только в том случае, если генератор современный, способен обеспечить подачу тока с минимальными колебаниями напряжения.

На что нужно обратить внимание, чтобы приобрести хороший аккумулятор для отрицательных температур:

Емкость. Тут все просто. Чем выше этот показатель, тем легче будут заводиться даже очень замерзшие автомобили.
Соответствие технических требований АКБ и машины.
Соблюдение производителем стандартов качества и безопасности.

Чтобы быть всегда довольным батареями на своей машине, автовладельцу нужно не только выбирать хорошие, качественные устройства, но и поддерживать их в работоспособном состоянии. Своевременная зарядка, контроль уровня и густоты электролита — все это не сложно. А наградой станет хороший, корректно работающий аккумулятор.

Как заменить электролит в аккумуляторе

С помощью замены электролита в аккумуляторе владелец автомобиля может значительно продлить рабочий ресурс АКБ. Замена потребует наличие следующих компонентов:

Стеклянная линейка с узкой горловиной
Емкость с дистиллятом
Электролит необходимой плотности
Зарядное устройство
Ареометр
Пищевая сода
Средства защиты: (перчатки, фартук, очки)
Резиновая груша
Чистая ветошь.

Снятый с машины аккумулятор, тщательно протираем чистой ветошью, удаляя с поверхности грязь и пыль. Рекомендуется производить замену при комнатной температуре. После демонтажа крышек с банок производится откачка раствора. Переворачивать АКБ категорически запрещено, ведь химический осадок, скопившийся на дне, способен вызвать короткое замыкание в пластинах, после чего батарея придёт в негодность. Для удаления остатков электролита необходимо на дне каждой банки просверлить небольшое отверстие, через которое вытекут остатки жидкости.

Теперь в пустые банки заливается дистиллят, чтобы тщательно промыть внутренности батареи. Далее необходимо запаять отверстия специальным пластиком стойким к воздействию кислот. С помощью стеклянной воронки заливаем до необходимого уровня новый электролит, после чего аккумулятор ставится на зарядку. Для восстановления оптимальной емкости источник питания следует разрядить и снова зарядить. Заряженная полностью батарея должна выдавать напряжение 12.7 В. Процесс замены окончен, аккумулятор можно устанавливать на автомобиль.

Использованный электролит необходимо правильно утилизировать. Для этой цели потребуется сода, которая является щелочью и способна нейтрализовать разрушительное действие серной кислоты. В емкость с раствором высыпаем половину пачки соды и наблюдаем бурную химическую реакцию. После окончания бурления получившуюся субстанцию можно вылить в канализацию.

И напоследок совет: своевременно проверяйте плотность электролита своего аккумулятора и регулярно заряжайте батарею. Тогда источник питания «отблагодарит» своего хозяина длительной и бесперебойной работой.

Обслуживание автомобильного аккумулятора в домашних условиях

Какой срок службы аккумулятора?

В целом по сроку службы аккумулятора нет точных цифр. Нормальным считается пробег аккумулятора на автомобиле 60 т. км. или четыре года эксплуатации. Если аккумулятор служит меньше – это следствие, либо некачественного изготовления аккумулятора, либо, что случается намного чаще, следствие неправильной эксплуатации. Между тем, выполнение несложных правил эксплуатации значительно продлит срок службы аккумулятора.

Контроль уровня электролита

Эти правила несложные, в первую очередь следует следить за уровнем электролита. Хотя современные аккумуляторы и считаются необслуживаемыми, но на самом деле это не совсем так. Конечно, если на аккумуляторе нет никаких пробок, то он действительно необслуживаемый, но если пробки есть, то минимум ухода требуется.

Если корпус прозрачный, то обычно на нем нанесены метки минимального уровня электролита. Нужно следить, что – бы электролит не был ниже этих меток. При непрозрачном корпусе контроль уровня электролита проводят по каким – либо меткам внутри корпуса аккумулятора, если они там имеются, либо с помощью стеклянной трубочки.

Трубочку аккуратно опускают до пластин, закрывают ее верхнюю часть пальцем и вынимают (осторожнее с кислотой!), уровень электролита должен быть на 10-15 мм выше пластин аккумулятора. Обычно достаточно проводить контроль уровня электролита раз в год, но при жаркой погоде, например, в южных районах, возможно, потребуется и две проверки.

Контроль за уровнем электролита в аккумуляторе и своевременное его восстановление путем добавления дистиллированной воды является тем самым минимумом в обслуживании аккумулятора. Если аккумулятор изначально исправен, электрооборудование автомобиля так – же исправно и он эксплуатируется достаточно регулярно, без длительных перерывов, то аккумулятор будет служить долго, без дополнительного вмешательства.

Те автолюбители, которые сами обслуживают свои автомобили, да и просто желающие продлить срок службы аккумулятора, могут несколько расширить число операций по уходу и обслуживанию. Для этого потребуется некоторый инструмент и приспособления для обслуживания аккумулятора.

Инструменты для обслуживания аккумулятора

Ареометр служит для определения плотности электролита. Нормальной плотностью считается 1,27. Для южных районов плотность можно уменьшить до 1,25, это повысит срок службы аккумулятора. Для северных районов наоборот, плотность увеличивают до 1,29 для предотвращения замерзания электролита.

Резиновая груша служит для добавления дистиллированной воды и вообще для регулирования уровня электролита. Для этих целей подойдет обычная резиновая груша для спринцевания из аптеки. Поскольку эта груша будет использоваться для перемещения относительно небольших объемов жидкости, то ее достаточно на 100-150 мл.

Зарядное устройство подойдет любое, соответствующее типу аккумулятора на автомобиле. Обычно зарядное устройство требуется при старом, изношенном аккумуляторе, неисправности электрооборудования автомобиля, когда аккумулятор нормально не заряжается и некоторых других ситуациях при обслуживании и эксплуатации автомобиля. В целом в гараже его иметь не помешает.

Тестер служит для поиска неисправностей электрооборудования в автомобиле, его используют для контроля напряжения и, соответственно, правильной зарядки аккумулятора. Контроль проводят при полностью заряженном аккумуляторе, включенном ближнем свете фар и оборотах двигателя немного выше холостых. Напряжение на клеммах должно быть 13,8-14,3 V.

Обслуживание аккумулятора

Сейчас продаются уже залитые электролитом, готовые к эксплуатации аккумуляторы, сухозаряженные рассматривать не будем, лишние хлопоты нам не к чему. Как уже говорилось, при покупке аккумулятора следует выбирать наиболее свежий. Неплохо – бы еще в магазине проверить плотность электролита, хотя не всегда это получается, да вообщем – то и не нужно.

Плотность электролита проверим уже дома, в гараже. Если плотность во всех банках одинакова, пусть даже и ниже рекомендуемой – то это хорошо, разная плотность – уже показатель какой – либо ненормальности, хотя это можно и исправить.

Далее подзаряжаем аккумулятор до того момента, пока плотность электролита не перестанет расти, заряжать следует током, в 10% от номинала. Например, если аккумулятор имеет емкость 60 А.ч., то заряжаем током 6 А. Если плотность изначально нормальная, то достаточно получаса зарядки, что – бы убедиться, что плотность не растет. После этого аккумулятор можно ставить на автомобиль и, при исправном электрооборудовании автомобиля, аккумулятор не будет требовать никакого ухода, кроме доливки дистиллированной воды, на протяжении всего срока службы.

В том случае, если аккумулятор долго пролежал на складе или плотность ненормальная, поступаем немного по другому. Сначала, как и в первом случае, полностью заряжаем аккумулятор, затем выравниваем плотность и уровень электролита в банках путем подливания или отбора электролита или дистиллированной воды. После этого аккумулятор полностью разряжаем током 10 % от емкости, например, подключив к нему лампочку соответствующей мощности.

Уход за аккумулятором

Дальнейший уход будет заключаться только в регулярном контроле уровня электролита и подзарядке аккумулятора, если он по какой – либо причине разрядился. Как видите, ничего сложного в уходе за аккумулятором нет.

Твердотельные батареи Rev Up Electric Cars, Boost Grid Storage

Твердотельные батареи обещают оказаться более безопасными и долговечными, чем обычные батареи. Теперь компании предполагают, что в ближайшие пять лет они могут коммерциализировать твердотельные батареи для использования в электрических «гиперкарах» и электрических сетях.

Обычные батареи поставляют электричество посредством химических реакций между двумя электродами, анодом и катодом, которые обычно взаимодействуют через жидкие или гелевые электролиты.Вместо этого в твердотельных батареях используются твердые электролиты, такие как керамика.

Твердотельные батареи могут обеспечить больше энергии, чем обычные батареи, при том же весе и пространстве. «Твердотельные батареи будут иметь огромное преимущество для электромобилей, где запас хода является довольно важным параметром», — говорит Ношин Омар, генеральный директор и основатель Avesta Battery and Energy Engineering (ABEE) в Брюсселе. «Твердотельные батареи также намного безопаснее, чем обычные литий-ионные батареи, в которых используются органические жидкие электролиты, легковоспламеняющиеся и летучие.«

. Теперь ABEE помогает разработать уличный электрический« гиперкар »Fulminea, который должен выйти на рынок во второй половине 2023 года. Он будет оснащен гибридным аккумуляторным блоком, который сочетает в себе твердотельные элементы ABEE и сверхмощные аккумуляторы. -конденсаторы.

«В настоящее время наши твердотельные батареи имеют плотность энергии около 400 ватт-часов на килограмм, что примерно вдвое превышает типичную плотность энергии коммерческих литий-ионных батарей на рынке», — говорит Омар. «К 2025 году. , мы стремимся достичь плотности энергии 450 ватт-часов на килограмм. «

» Металлический литий обычно считается святым Граалем анодов аккумуляторных батарей. Открытие кремния открывает широкие возможности для внедрения альтернатив металлическому литию ».

Итальянский автопроизводитель Automobili Estrema разрабатывает Fulminea, который будет иметь четыре электродвигателя с общей пиковой мощностью 1,5 мегаватт (2040 лошадиных сил), что позволит автомобилю разгоняться от 0 до 320 км / ч (200 миль / ч) менее чем за 10 секунд.Его аккумуляторная батарея на 100 киловатт-часов обеспечит ему ожидаемую дальность действия около 520 километров (323 мили).

ABEE поставляет батареи, в которых используются металлические литиевые аноды, катоды с высоким содержанием никеля и сульфидный электролит, а компания Imecar Elektronik, специализирующаяся на батареях, поможет упаковать элементы. Расчетный вес аккумуляторной батареи составляет менее 300 кг, а расчетная полная снаряженная масса Fulminea — 1 500 кг.

«Сейчас мы стремимся к расширению нашей технологии — оптимизации производственного процесса, срока службы батареи и скорости зарядки», — говорит Омар.

Кроме того, ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего в сотрудничестве с гигантом электроники LG разработали новую кремниевую твердотельную батарею, которая, как показали первые тесты, является безопасной, долговечной и энергоемкой.

«С учетом текущих тенденций мы стремимся к 2025 году выпустить наш первый коммерчески значимый продукт и к 2030 году достичь широкого выхода на рынок», — говорит наноинженер Чжэн Чен из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

В твердотельных батареях с высокой плотностью энергии в качестве анодов обычно используется металлический литий. Однако эти компоненты накладывают ограничения на скорость зарядки аккумулятора и требуют высоких температур во время зарядки, обычно 60 градусов C или выше. Кремниевые аноды могут преодолеть эти ограничения, обеспечивая гораздо более быструю скорость заряда при температурах от комнатной до низких, сохраняя при этом высокую плотность энергии.

«Металлический литий обычно считается святым Граалем анодов аккумуляторных батарей.

Открытие кремния открывает широкие возможности для использования альтернатив металлическому литию», — говорит Чен. «Кроме того, кремний — это очень распространенный, недорогой и безопасный материал. Это более экологически чистый подход».

Ученые и производители аккумуляторов в течение десятилетий исследовали кремний как энергоемкий материал, который может смешиваться с графитовыми анодами, которые используются в обычных литий-ионных батареях, или полностью заменять их.Теоретически кремний предлагает примерно в 10 раз большую плотность энергии, чем графит.

Однако предыдущие попытки добавить кремний в аноды литий-ионных батарей страдали от проблем с производительностью — в частности, количество раз, когда такие батареи могли разряжаться и перезаряжаться при сохранении производительности, недостаточно велико для коммерческого использования. В основном это связано с тем, как кремниевые аноды могут разрушаться при взаимодействии с жидкими электролитами, с которыми они связаны, а также из-за того, что частицы кремния могут значительно расширяться и сжиматься в размерах при перезарядке и разряде.

В новой батарее был удален жидкий электролит, вместо этого использовались твердые электролиты на основе сульфидов. Эти электролиты часто считались очень нестабильными, но это было связано с исследованиями жидких систем, которые не принимали во внимание стабильность, обнаруженную в твердых версиях. Новое исследование показало, что этот электролит чрезвычайно стабилен в батареях с полностью кремниевыми анодами.

«Предлагаемая твердотельная стратегия решает основные проблемы, связанные с традиционными жидкостными системами», — говорит Чен.

Ученые также удалили с анодов весь углерод и связующие. Это значительно уменьшило контакт и нежелательные побочные реакции, которые они производили с твердым электролитом, избегая постоянных потерь энергии, обычно наблюдаемых с жидкими электролитами. Кроме того, они использовали частицы кремния микронного размера, что дешевле, чем частицы кремния нанометрового размера, часто используемые в такой работе.

В ходе испытаний лабораторный прототип показал 500 циклов зарядки и разрядки с сохранением 80% емкости при комнатной температуре. Напротив, предыдущие исследования с кремниевыми анодами обычно обеспечивали только около 100 стабильных циклов.

Новые батареи обещают высокую плотность энергии с точки зрения пространства. Таким образом, исследователи предполагают, что эти устройства в конечном итоге могут найти применение в сетевых хранилищах.

«Полностью твердотельная батарея на кремниевой основе решает проблемы стоимости и безопасности, связанные с обычными батареями для таких приложений», — говорит Чен. «В случае успеха каждое домашнее хозяйство будет оснащено системами хранения энергии на основе этой инновации, которые снизят их счета за коммунальные услуги, обеспечат резервное электроснабжение и поддержат глобальный энергетический переход.«

Напротив, для электромобилей обычно требуются батареи с высокой плотностью энергии с точки зрения веса. Тем не менее,« мы не исключаем автомобильное применение », — говорит Чен.

Ученые подробно описали свои выводы в сентябре 24 выпуск журнала Science . Университет и LG Energy Solution совместно подали заявку на патент на эту работу, и исследователи университета запустили стартап Unigrid Battery, который лицензировал эту технологию.

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

Твердотельные батареи | Что вам нужно знать об этом EV Tech

К сожалению, мир двигателей внутреннего сгорания неизбежно завершится в какой-то момент многих наших жизней. Гибриды и электромобили становятся все более доступными и совершенными быстрыми темпами, а это означает, что батареи заменяют ископаемое топливо. Это привело к столь же быстрому прогрессу в технологии аккумуляторов с основными целями повышения емкости, времени зарядки и безопасности.Одним из важных достижений в этой области является появление твердотельных батарей, которые обещают раздвинуть границы ограничений, которые несут современные литий-ионные батареи.

Что такое литий-ионные батареи?

Электромобили уже много лет питаются от литий-ионных аккумуляторов, аналогичных тем, которые используются в ноутбуках, сотовых телефонах и другой бытовой электронике. Они сконструированы с жидким электролитом внутри, что делает их тяжелыми и нестабильными при высоких температурах.Поскольку каждый отдельный аккумуляторный блок не может генерировать столько энергии сам по себе, несколько аккумуляторов должны быть соединены последовательно, что еще больше увеличивает вес. Стоимость разработки, производства и установки аккумуляторных блоков составляет значительную часть общей стоимости электромобиля.

Литий-ионные аккумуляторы электромобилей, как и сотовые телефоны, необходимо заряжать. Скорость, с которой могут заряжаться аккумуляторы электромобиля, зависит от самого транспортного средства, типа используемых в нем аккумуляторов и от инфраструктуры зарядки.Как правило, общественные зарядные станции попадают в категорию либо уровня 2, либо уровня 3, обе из которых могут заряжать электромобиль намного быстрее, чем стандартная бытовая розетка. Зарядные устройства уровня 1 и уровня 2 обеспечивают питание бортового зарядного устройства от сети переменного тока, которая преобразуется в мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора. Уровень 3, который также можно назвать быстрой зарядкой постоянного тока, обходит этот встроенный генератор и вместо этого заряжает аккумулятор напрямую и с гораздо большей скоростью. Однако со временем как емкость аккумулятора, так и способность достигать максимальной скорости зарядки ухудшаются.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Чем отличаются твердотельные батареи

Твердотельные батареи, как следует из названия, избавляются от тяжелого жидкого электролита, который живет внутри литий-ионных батарей. Замена — твердый электролит, который может иметь форму стекла, керамики или других материалов.Общая структура твердотельной батареи очень похожа на структуру традиционных литий-ионных батарей, в остальном, но без необходимости в жидкости, батареи могут быть намного более плотными и компактными. Не углубляясь слишком глубоко в их внутреннюю работу, твердотельные батареи расходуют энергию и перезаряжаются так же, как и традиционные литий-ионные блоки.

Твердотельные батареи не новость, но их использование в таких тяжелых условиях, как автомобиль, — это новость.Они уже много лет используются в небольших устройствах, таких как кардиостимуляторы, носимые устройства и RFID. Ожидания относительно способности твердотельных батарей значительно улучшить электромобили, мягко говоря, высоки. Использование твердого электролита должно сэкономить место из-за того, что он занимает меньше места по сравнению с традиционными жидкостями. В том же пространстве, которое требуется литий-ионной батарее под автомобилем, твердотельная батарея должна иметь емкость от двух до 10 раз больше. Их конструкция также означает, что им не нужны все системы контроля, управления и охлаждения, необходимые для правильной работы литий-ионных аккумуляторов.Это означает больше места в шасси автомобиля для размещения аккумуляторной батареи с меньшим вторжением в пространство, обычно занимаемое пассажирами или механическими компонентами.

Значительно улучшенная плотность энергии и снижение веса за счет удаления жидкого компонента батареи должны в значительной степени улучшить запас хода электромобилей. Твердотельные батареи тоже должны заряжаться быстрее, по крайней мере, теоретически.

Жидкие электролиты могут вызывать проблемы

Твердотельные батареи также обещают быть более безопасными и долговечными в долгосрочной перспективе.При повреждении или иным образом литий-ионные батареи могут испытывать так называемый тепловой разгон, который происходит, когда повышение температуры одного элемента батареи вызывает аналогичную реакцию на других элементах батареи. Иногда этот процесс останавливается внутри аккумуляторной батареи, но в других случаях неконтролируемая реакция может вызвать возгорание. Жидкий электролит легко воспламеняется, что делает возгорание аккумулятора чрезвычайно опасным и токсичным. Процесс тушения пожара в батарее требует времени, а иногда и тысяч галлонов воды.Твердотельные батареи позволяют избежать этой проблемы без горючей жидкости внутри.

Помимо редкой возможности возникновения пожара, жидкие электролиты внутри литий-ионных аккумуляторов не особо долговечны. Со временем соединения в жидкости могут разъедать внутренние компоненты батареи и могут разрушаться или накапливаться твердый материал внутри, что приводит к снижению емкости батареи и общей производительности.

Где все твердотельные батареи?

Почему все мы не ездим на автомобилях с твердотельными батареями? Как и другие новые технологии, твердотельные батареи дороги, что частично связано с затратами на разработку, но также во многом связано с тем фактом, что их трудно производить в больших масштабах.Автопроизводителям и производителям аккумуляторов также нужно проделать больше работы, прежде чем твердотельные батареи будут готовы к использованию в прайм-тайме. Несмотря на свои преимущества по сравнению с жидкостями, твердые электролиты затрудняют поиск правильного баланса материалов, чтобы обеспечить достаточное количество энергии для питания электродвигателя автомобиля.

Твердотельные батареи пока находятся в разработке. Toyota планирует продать свой первый электромобиль, работающий от твердотельной батареи, до 2030 года, в то время как несколько других автопроизводителей работают в партнерстве с производителями аккумуляторов над своими собственными проектами. Примечательно, что Volkswagen работает в партнерстве с QuantumScape, калифорнийской компанией, которая надеется начать коммерческое использование своих аккумуляторов к 2024 году.

Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку по электромобилям, State of Charge .

ПОДПИСАТЬСЯ

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Литий-ионная батарея

— Институт чистой энергии

Основные результаты исследований

Одним из способов достижения этой цели в CEI является прямая визуализация, в частности, с помощью рентгеновской спектроскопии. Недавно лаборатория профессора Джерри Зайдлера разработала метод проведения спектроскопии рентгеновского поглощения вблизи краевой структуры (XANES) на стенде. Этот метод может позволить относительно подробные измерения определенных характеристик внутреннего состояния батареи без необходимости открывать ее и, таким образом, нарушать работу системы.Раньше XANES можно было выполнять только с чрезвычайно высоким потоком излучения от таких инструментов, как синхротрон. Это чрезвычайно большие и дорогостоящие объекты стоимостью до 1 миллиарда долларов, которые пользуются таким высоким спросом среди ученых, что месячные очереди являются нормой. Используя преимущества новых передовых оптических технологий, лаборатория Зайдлера смогла изготовить небольшой прибор за 25 000 долларов, который может имитировать измерения, сделанные на синхротроне. С помощью этого нового инструмента ученые могут получать результаты за часы без значительного времени ожидания, что значительно увеличивает скорость разработки условных технологий.

Другой аспект исследования аккумуляторов CEI включает создание физических, математических и вычислительных моделей для внутреннего состояния аккумулятора. Это может помочь как оптимизировать производительность аккумулятора, так и циклы зарядки / разрядки, а также помочь предсказать и предотвратить опасные сбои аккумулятора. Профессор Венкат Субраманиан, руководитель Лаборатории моделирования, анализа и управления процессами для электрохимических систем (M.A.P.L.E.), разрабатывает и переформулирует физические модели батарей, а также работает над методами моделирования и решения этих моделей с большей эффективностью и точностью.Предлагая более эффективную, универсальную и точную модель для литий-ионных аккумуляторов, M.A.P.L.E. Исследования лаборатории могут помочь разработать батареи более точно, для более безопасной и эффективной работы.

Другие фокусы

Большая часть текущих исследований CEI связана с разработкой способов лучше понять важнейшие внутренние состояния литий-ионных аккумуляторов и управлять ими. Понимание внутренней работы батареи имеет важное значение для улучшения конструкции и оценки режимов ее отказа.

Другой важный компонент исследований CEI связан с разработкой новых материалов для улучшения характеристик батарей. В центре внимания CEI — наука о материалах высокого уровня, такая как разработка и замена альтернативных материалов в литий-ионных аккумуляторах, а также определение характеристик и проектирование наноструктурированных материалов или материалов, свойства которых определяются даже с точностью до наномасштаба. . Исследователи CEI также изучают материалы, которые могут предложить альтернативу технологиям литий-ионных аккумуляторов.

Кремний исследуется как анодный материал, поскольку он может образовывать трехмерную клетку, которая обладает большей способностью поглощать литий.

Найдите разницу: литий-ионные и свинцово-кислотные батареи Электрические технологии

В строительной отрасли работает более 733 000 работодателей и более 7 миллионов сотрудников. Он вносит основной вклад в экономику США, создавая структуры на сумму около 1,4 триллиона долларов в год. А согласно Программе Организации Объединенных Наций по окружающей среде, на здания и их строительство в совокупности приходится более 35% глобального энергопотребления и почти 40% выбросов углекислого газа, связанных с энергетикой.

Поскольку мир столкнулся с климатическим кризисом, строительная отрасль должна найти способы принятия более экологически чистых энергетических решений. Очень важно обеспечить непрерывный темп преобразований, направленных на снижение выбросов при строительстве.

Cummins открывает путь к более экологичному строительству

В 2018 году Hyundai Construction Equipment и Cummins объявили о совместной разработке мини-экскаваторов с электрическим приводом. С тех пор были разработаны прототипы мини-экскаваторов, две компании собрали первоначальные отзывы рынка и продолжают совершенствовать продукт для целевых вариантов использования.

Теперь Hyundai и Cummins переводят это долгосрочное продуктивное партнерство на следующий этап — полевые испытания.

На этом этапе прототипы производственного проекта передаются клиентам для получения реального опыта, а также для тестирования и подтверждения применимости мини-экскаваторов с электрическим приводом к потребностям этих клиентов. Полевые испытания играют важную роль в предоставлении лучших в своем классе решений, которые соответствуют или превосходят ожидания по долговечности и надежности, которыми Hyundai и Cummins признаны в отрасли.

Полевые испытания являются важным элементом в предоставлении лучших в своем классе решений и демонстрируют, как мы всегда вводим новшества в области безопасности и производительности. Дублируя испытания в реальных условиях в условиях эксплуатации и рабочих циклов Hyundai, мы будем следить за пригодностью, производительностью и надежностью мини-экскаваторов.

Почему экскаваторы подходят для электрификации?

Без выбросов

По мере того, как все более строгие стандарты нулевого выброса продолжают возникать, даже внедорожники начинают ощущать потребность в снижении выбросов CO2. В городских городах начали внедрять зоны с нулевым выбросом (ZEZ), которые требуют, чтобы любое транспортное средство, как на шоссе, так и вне его, соответствовало правилам области. По этой причине строительные зоны в городских городах искали электрифицированные продукты, такие как электрические экскаваторы, которые не уступают по надежности и производительности своим дизельным аналогам или превосходят их. Эти электрические экскаваторы теперь считаются бесценными для строительных площадок в помещении, где их дизельные аналоги не могли работать из-за выделяемых ими паров и плохой вентиляции.

Шумовое загрязнение

По мере того, как все больше городов внедряют ZEZ, наблюдается заметное снижение шумового загрязнения. То, что когда-то было громким устройством, которое при включении вызывало тревожный шум, теперь работает так же тихо, как и в выключенном состоянии. Снижение шумового загрязнения не только удовлетворяет окружающие территории строительной площадки, но и во многих отношениях снижение шума в окружающей среде может положительно сказаться на здоровье прохожих. Несмотря на шум, строительные компании хотят быть уверены, что эти электрифицированные экскаваторы справятся со своей работой.

Дополнительным преимуществом снижения шумового загрязнения является улучшенная связь между оператором экскаватора и другими рабочими на месте. За счет устранения вибраций, вызываемых двигателем, оператор и рабочие, направляющие оператора, могут лучше слышать друг друга.

Взаимодействие

Операторы отметили, что нет никакой разницы во взаимодействии машин между электрическими и дизельными аналогами.Характеристики электрического экскаватора легко сопоставимы с характеристиками автомобилей с дизельным двигателем. Его двигатель быстрее реагирует на колебания нагрузки из-за скорости соединения между электрическим модулем и аккумулятором, что обеспечивает лучшую производительность и удобство работы.

Техническое обслуживание

Поскольку электрические экскаваторы давно не работают на традиционном топливе, отпадает необходимость в охлаждающих жидкостях и масляных фильтрах, что значительно сокращает интервалы технического обслуживания. Транспортные средства также имеют меньшее количество деталей, которые необходимо обслуживать, что потенциально может привести к тому, что общая стоимость владения будет более доступной, чем их дизельные аналоги.

С какими проблемами по-прежнему сталкиваются электрические экскаваторы?

Упаковка

Упаковка всегда была дилеммой в сфере электрификации, поскольку эти машины были оптимизированы для дизельного двигателя, а не для аккумуляторов. Хотя батареи менее энергоемкие, чем традиционное топливо, они требуют дополнительных компонентов, которых нет в дизельном двигателе и топливных элементах, таких как система терморегулирования.Итак, самый важный вопрос, над которым работают инженеры, — как поместить аккумулятор с достаточным количеством энергии и все его компоненты в существующую дизельную машину?

Охлаждение и обогрев

Поскольку экскаваторы находятся в ограниченном пространстве и подвергаются воздействию любых погодных условий, они должны работать при любых температурах. Однако из-за компактности машины добавить компонент для охлаждения не всегда возможно. С точки зрения нагрева, батарея не может работать, если температура ниже 0 градусов по Цельсию из-за ее химического состава.

Демонстрационная силовая установка Cummins

Компания Cummins разработала новую электрическую трансмиссию для меньшего и более компактного 1,9-тонного экскаватора. Подобно модели 2018 года, которая была разработана с нуля, эти мини-экскаваторы оснащены совершенно новой трансмиссией, которая устраняет некоторые из проблем, связанных с применением. Благодаря новому двигателю, бортовому зарядному устройству, интеграции электрического оборудования и ранее не использовавшейся батарее BM8.9E, эта модель экскаватора оптимизирована для электрификации.

При разработке дизайна новых электрических мини-экскаваторов инженерам Cummins нужно было преодолеть препятствие, связанное с упаковкой. В дополнение к использованию энергоемких литий-ионных аккумуляторов инженеры Cummins реализовали креативные и компактные конструкторские решения для оптимизации компоновки электрической трансмиссии в существующей занимаемой площади дизельного экскаватора. Эти решения включали изготовленный на заказ узел муфты двигатель-насос, решения с раздельными компактными блоками распределения мощности для максимального использования пространства и замену большого механического вентилятора, установленного на двигателе, маленьким электрическим вентилятором, который работает от батареи для охлаждения гидравлического масла.Электрический вентилятор также имеет интеллектуальную функцию, которая включает вентиляторы только по мере необходимости, поэтому они не работают все время.

Для дальнейшей оптимизации системы Cummins добавила дополнительные интеллектуальные функции в несколько компонентов для повышения эффективности. Эта новая система также будет включать компоненты для регулирования температуры батареи — внутренние нагреватели батареи для управления температурой.

Что мы надеемся узнать на следующем этапе?

Cummins строит 11, 1.9-тонные аккумуляторно-электрические мини-экскаваторы. В 2022 году девять из этих экскаваторов будут доставлены клиентам в Европе и Южной Корее для полевых испытаний, чтобы определить их применимость в областях, где традиционно используются экскаваторы с дизельными двигателями.

С этим новым аккумуляторным электрическим решением, прошедшим полевые испытания, Cummins надеется лучше понять рынок продукции, его потребности и то, какое влияние электрифицированная энергия окажет на строительную отрасль. Испытательные установки предоставят представление о рабочих циклах конечных пользователей, потребляемой мощности, опыте оператора и связанных полевых данных.

News Feature: Сложная задача сдерживает появление электромобилей

Крошечные металлические отложения, называемые дендритами, угрожают ограничить разработку аккумуляторных батарей. Но у инженеров есть решения .

Автомобили с бензиновым двигателем кажутся предназначенными для зеркала заднего вида. В марте 2021 года шведская компания Volvo заявила, что к 2030 году будет продавать только полностью электрические автомобили. Несколькими неделями ранее Ford объявил о планах перейти на полностью электрические автомобили в Европе к тому же году, в то время как GM стремится к тому, чтобы их автомобили были полностью электрическими к 2035 году. В прошлом году электромобили составляли менее 3% всех продаж новых автомобилей в США, но недавний анализ BloombergNEF предсказывает, что их доля на мировом рынке вырастет почти до 60% всего за 20 лет (1).

Доля электромобилей на мировом рынке в ближайшие годы будет стремительно расти. Ключевой задачей будет разработка быстрозаряжаемых аккумуляторов, уменьшающих отложения дендритов. Изображение предоставлено: Shutterstock / guteksk7.

Электромобили, которые могут путешествовать на большие расстояния и быстро заряжаться, требуют безопасных аккумуляторов, которые содержат много энергии в небольшом объеме.Однако создание этих аккумуляторов означает преодоление ряда проблем. Главной из них является проблема дендритов — разрушительных, остроконечных наростов металла внутри батареи, которые повышают риск опасных разрядов.

Создание быстрозаряжаемой батареи, способной подавить образование дендритов, — «проблема святого Грааля», — говорит И Цуй, инженер Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния. Но недавние открытия показывают, что проблема дендритов не является непреодолимой. Экспериментальные усилия по приручению дендритов дали многообещающие демонстрации, подтверждающие правильность концепции, в которых используются сильные стороны литиевых батарей при минимальном риске возникновения дендритов.К ним относятся такие стратегии, как изменение структуры электродов на наноразмерном уровне, изучение фундаментальных причин дендритов и изучение новых материалов для поверхности раздела анод-электролит и самого электролита.

Если масштабировать эти результаты, они откроют путь к будущему, в котором быстрая зарядка электромобилей для дальних поездок станет скорее нормой, чем исключением. «Мы привыкли подъезжать к заправочной станции и заправляться, чтобы отправиться в следующий этап нашего путешествия за считанные минуты», — говорит Линден Арчер, инженер Корнельского университета в Итаке, штат Нью-Йорк.«Если и до тех пор, пока мы не сможем сделать что-то подобное с подзарядкой, электромобили станут проблемой для некоторых клиентов».

Нежелательный рост

Со временем, после длительной разрядки и перезарядки, металлические отложения накапливаются на аноде батареи, ее отрицательном электроде. Эти отложения образуют структуры, которые могут напоминать пористый мох или иголки. Они могут образовывать узкие усы, которые отходят от анода, или более крупные наросты, напоминающие крошечные металлические рождественские елки.Обычно называемые дендритами — они напоминают одноименные ветвящиеся тела нейрона — эти крошечные структуры могут вызывать большие проблемы. Подобно сорнякам, пробивающимся через тротуар, они могут пройти через разделитель — материальный барьер между электродами — и достичь катода. Это создает соединение, которое позволяет электронам проходить через электролит батареи с потенциально катастрофическими последствиями.

В литий-ионных батареях, которые используются в современных электромобилях, электролит часто является легковоспламеняющейся жидкостью.Согласно отчету Федерального управления гражданской авиации за 2017 год, возгорание литий-ионных аккумуляторов в компьютерах, телефонах и даже зарядных устройствах для электронных сигарет происходит примерно раз в 10 дней во время полетов, и эти возгорания часто можно связать с проблемами сепаратора, которые могли усугубить дендриты. . Дендриты также связаны с другими проблемами на границе раздела между электродом и электролитом, которые могут истощать емкость батареи.

Эти дендритные осложнения, как правило, усугубляются при быстрой зарядке аккумуляторов.«Важно избегать образования дендритов, чтобы аккумуляторы можно было заряжать с высокой скоростью и при температуре окружающей среды», — говорит материаловед Нэнси Дадни, которая недавно вышла на пенсию из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) в Ок-Ридже, штат Теннесси, и была в авангарде исследования аккумуляторов и аккумуляторов в течение 40 лет. Она предупреждает, что ученые еще не знают всех способов образования дендритов. «Могут быть разные механизмы и множество свойств материала, которые влияют на тенденцию к образованию литиевой короткой фазы», - говорит она.

То, что кажется осенними листьями, на самом деле является дендритами, растущими внутри литиевой батареи, изображение получено с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Изображение предоставлено: Science Source / Brookhaven National Lab.

Две литиевые стороны

С 1991 года, когда на рынке появилась первая литий-ионная батарея, ее конструкция практически не изменилась. Литий — почти идеальный материал для легкой, мощной, быстро перезаряжаемой батареи, потому что это наименее плотный элементарный металл, и каждый атом легко отдает электрон.В большинстве аккумуляторов телефонов, ноутбуков и гибридов литий заключен в слоистый графитовый анод. Во время зарядки ионы лития покидают катод и проходят через электролит к аноду, где они соединяются с электронами, образуя нейтральные атомы, которые находятся между слоями графита. Когда батарея разряжается, ионы лития покидают анод и возвращаются к катоду, освобождая электроны для генерации тока.

Графитовый анод помогает препятствовать образованию дендритов, но также ограничивает количество доступного лития.Автопроизводители, химики и инженеры предупреждают, что, несмотря на продолжающиеся технологические разработки, нынешняя литий-ионная батарея скоро достигнет максимальной энергоемкости и скорости перезарядки. Даже самые эффективные современные аккумуляторы никогда не приведут в действие автомобили, которые могут проехать 1000 миль на одной зарядке, не говоря уже о электрическом самолете.

Лучшая батарея, говорят они, могла бы иметь анод из чистого металла, и литий был бы наиболее многообещающим кандидатом. Освобождение металла от его графитовой основы может ускорить перезарядку и обеспечить плотность энергии 500 ватт-часов на килограмм или более, что примерно в два-три раза превышает плотность энергии современных литий-ионных аккумуляторов с самыми высокими характеристиками (2, 3).«Если вы удалите этот мертвый вес углерода, то вы сможете получить максимально возможную плотность энергии на единицу веса», — говорит Чжэньсин Фэн, инженер-химик из Университета штата Орегон в Корваллисе. Последствия поразительны: электромобиль, который может проехать 500 миль на лучших на сегодняшний день литий-ионных аккумуляторах, теоретически может проехать около 1000 миль на том же количестве аккумуляторов, в которых используется металлический литий.

Однако сложность заключается в перезарядке этих батарей. Когда ионы лития объединяются с электронами на аноде, в идеале они должны располагаться в аккуратных тонких слоях атомов, которые оптимизируют ограниченный объем, доступный внутри герметичного элемента батареи.Но по ряду причин литий, естественно, не имеет такой упорядоченной конфигурации, особенно во время более быстрой зарядки. Когда батарея заряжается слишком быстро или перезаряжается, металл накапливается на поверхности анода и начинает образовывать дендриты. По мере роста дендритов, по словам Арчера, эти пористые массивные структуры обеспечивают все большую площадь поверхности для химических превращений, которые неизбежно приводят к разрастанию дендритов. Есть и тонкий, как бритва, переломный момент: разница потенциалов между хранением лития и нанесением его на поверхность анода составляет всего 200 микровольт.«Нам нужно найти способ избавиться от дендритов во время зарядки, — говорит Фэн, — или полностью их подавить».

Как заблокировать дендрит

В некотором смысле образование дендритов похоже на гальваническое покрытие, при котором металлическое твердое вещество кристаллизуется из жидкости и покрывает поверхность. Таким образом, одна из проблем состоит в том, чтобы более точно понять процесс электроосаждения, который в первую очередь позволяет дендритам формироваться и разветвляться. Исследователи также пытаются идентифицировать металлы, которые можно заставить кристаллизоваться в аккуратных слоях, что может сделать их подходящей альтернативой литию.

Команда из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в Ричленде, штат Вашингтон, недавно решила лучше охарактеризовать дендриты, наблюдая за их формированием в режиме реального времени. Они использовали атомно-силовую микроскопию и просвечивающий электронный микроскоп для наблюдения за крошечной батареей, построенной специально для эксперимента, и обнаружили, что дендриты начали расти из межфазной границы твердого электролита, тонкой пленки на границе между анодом из металлического лития и жидким электролитом. . На видеозаписи, сделанной командой, был обнаружен растущий сгусток ионов лития, который быстро образовал тонкие усы, которые выступали в электролит.Изменив рецепт электролита, они смогли подавить образование дендритов (4).

Арчер из Корнелла хочет понять, как физическая конструкция межфазной границы, материала между электролитом батареи и ее анодом, влияет на химические реакции, которые приводят к образованию дендритов. Его группа недавно намеревалась изучить, как такие переменные, как химический состав электролита, материал анода и плотность тока перезарядки, влияют на архитектуру дендритов, основываясь на процессе электроосаждения.Они начали с изучения моделей электрохимических ячеек, в которых в качестве анода использовался цинк вместо лития. Цинк является обычным носителем заряда в щелочных батареях, но в последнее время также был достигнут прогресс в создании цинковых аккумуляторных батарей большой емкости. Когда сотрудники Арчера пропускали ток через электролит, он диссоциировал ионы цинка, которые затем накапливались на аноде и образовывали характерные дендритные структуры.

Они провели аналогичные испытания батарей с использованием лития и меди в качестве электродов, варьируя электролиты и токи.То, что они обнаружили, застало Арчера врасплох. Классическая теория, основанная на гальванических экспериментах последних нескольких десятилетий, предсказывает скорость образования дендритов при различных обстоятельствах. Но эти результаты, как он понял, были основаны на электролитах с очень низкой концентрацией соли. В большинстве современных аккумуляторов используются гораздо более концентрированные электролиты.

Когда группа Арчера проанализировала образование дендритов в соленых, реальных электролитах, они обнаружили, что в этих случаях классическая теория не может предсказать неоднородные структуры, образованные дендритами.Полученные данные свидетельствуют о том, что дендриты образуются разными способами — как ожидаемыми, так и неожиданными — и имеют различную геометрию и архитектуру. Примечательно, что исследователи увидели, что дендритам предшествовали высокопористые, покрытые мхом металлические структуры на поверхности анода. «Это были губчатые, пенистые структуры, которые организовывались для получения большей площади поверхности, а затем и низкой плотности энергии», — говорит Арчер.

Что еще более важно, они обнаружили, что постоянное вращение кристаллов в аноде решает проблему дендритов.Переориентация кристаллов дала возможность объединяющимся атомам металла лучше соединяться с анодом, и в результате сгустки не образовывали усов, которые препятствовали образованию дендритов. «Мы могли бы остановить этот процесс, — говорит Арчер. Результаты, опубликованные в июне 2020 года, показывают, что пристальное внимание к кристаллической структуре анода предлагает еще один многообещающий подход к предотвращению образования дендритов (5).

Работа многопрофильной группы, в том числе Фенга из Орегона, также предполагает, что крошечные модификации анодной архитектуры могут стать ключом к созданию бездендритных батарей.Команда Фэна изучает, как тщательно спроектированные трехмерные наноструктуры на поверхности анода могут подавить рост дендритов во время перезарядки. В январе 2021 года исследователи описали анод батареи из пористого сплава цинка и магния, который можно заряжать и перезаряжать в течение тысяч циклов (6). Фэн объясняет, что узорчатый анод подавляет дендриты, контролируя реакции на границе раздела анода и электролита.

«Главное — это сама конструкция, — говорит Фэн.«Мы обнаружили, что за счет увеличения наноструктур на аноде [отложения цинка] могут расти однородно». Его команда также показала, что анод может функционировать как часть водной батареи, особенно совместим с морской водой в качестве электролита. Он отмечает, что морская вода легко доступна и экологически безопасна, в отличие от жидких электролитов, используемых сегодня, которые обычно содержат токсичные растворимые соли.

В лабораторных испытаниях их узорчатый анод подавлял дендриты в течение тысяч циклов и при токе перезарядки 80 миллиампер на квадратный сантиметр, что во много раз больше, чем у литий-ионной батареи в реальных условиях.Затем его группа планирует протестировать тот же подход на других металлах и сплавах, возможно, включая натрий и литий. «То, что мы продемонстрировали, легко собрать и, кажется, легко масштабировать», — говорит он. Основные препятствия — это стоимость и понимание того, как получить те же преимущества от рыночных аккумуляторов.

«Мы знали, что металлический литиевый анод будет отличным вариантом, если это возможно. Мы также знали, что либо это будет наш обед, либо нам придется искать новую работу ».
—Тим Холм

Изменение электролита может также подавить рост дендритов.«Вы должны правильно выбрать различные материалы и свойства интерфейса», — говорит Дадни из ORNL. «Успешные подходы будут зависеть от используемого электролита, и лучший выбор все еще остается спорным». В октябре 2020 года, например, группа Куи в Стэнфорде описала, как реализовать своего рода систему «самозащиты» в литий-металлической батарее, добавив в электролит белок, называемый фиброином. Они обнаружили, что эти белки прикрепляются не только к поверхности анода из металлического лития, но и к «почкам» вновь образованных дендритов (7). Когда дендрит был полностью покрыт фиброином, входящие ионы лития не прикреплялись к концу, а вместо этого образовывали аккуратные слои, а не комковатые трехмерные выступы. Разработав молекулы белка для медленного высвобождения в течение срока службы батареи, группа показала, что батарея может выдерживать тысячи циклов зарядки и перезарядки без значительного роста дендритов.

Изображения, сделанные под микроскопом, показывают, как размер и структура дендритов могут изменяться в зависимости от электролита.Печатается по исх. 11, на который распространяется лицензия CC BY-NC-ND 3.0

A Solid Solution

Но твердые электролиты могут стать ключевым достижением, если технические препятствия удастся преодолеть. Идея привлекательна: твердое тело, обычно это комбинация керамики, полимера или стекла, будет поддерживать постоянный контакт с анодом, что может помочь подавить дендриты. Твердый электролит также будет более долговечным, чем жидкость для реальных приложений, таких как электромобили. (Это также не совсем новый подход: Майкл Фарадей экспериментировал с твердотельными батареями около 200 лет назад.)

В 2019 году группа Арчера сообщила о гибридном электролите жидкость-твердый, который сочетает в себе преимущество жидкости, заключающейся в легком переносе ионов, с потенциалом блокировки дендритов твердых тел (8). А в 2020 году группа Куи описала твердый полимерный электролит, который, в отличие от многих других материалов-кандидатов, был пожаробезопасным (9).

Компании уже начинают брать на себя эту плату. Осенью 2020 года стартап под названием QuantumScape попал в заголовки газет, заявив, что он успешно построил твердотельную литий-металлическую батарею, которая может приводить в действие автомобили на большие расстояния, быстро заряжаться и не взрываться.В батарее используется твердый электролит, который, по мнению ученых компании, может подавлять дендриты. Данные, опубликованные в декабре 2020 года, свидетельствуют о том, что батарея, которая все еще находится в экспериментальной фазе, имеет более высокую плотность, чем любая другая батарея на рынке, и может заряжаться до 80% своей емкости всего за 15 минут (10).

Компания более десяти лет занимается поиском лучших литиевых батарей, и инженер Тим Холм, главный технический директор и соучредитель компании, говорит, что с самого начала они были полны решимости найти новый способ заставить работать чистый литий.Но они быстро попадают в дендритную стенку. «Вначале был особенно напряженный период, около года, когда мы приложили беспрецедентные усилия для решения этой проблемы. Мы работали над ним двадцать четыре часа в сутки, — говорит Холм. «Мы знали, что металлический литиевый анод будет отличным вариантом, если это возможно. Мы также знали, что либо это будет наш обед, либо нам придется искать новую работу ».

После проверки десятков материалов и проведения почти «полумиллиона» моделей и экспериментов, говорит Холм, они нашли путь вперед и разработали клетку, которая, как сообщила компания, может подавлять дендриты в лабораторных тестах.Внутри катода они добавили гелевый католит — слой электролита по соседству с катодом — и гибкий керамический сепаратор, который действует как твердый электролит и подавляет дендриты в металлической литиевой батарее. Батарея изготавливается в первоначально разряженном состоянии и без установленного анода — конструкция, которую компания описывает как «безанодную». Когда он заряжается, ионы лития перемещаются по электролиту, образуя анод in situ на другом конце. Холм сказал, что конструкция экономит место — анод занимает объем только как ультратонкий слой чистого лития — и теперь компания работает над расширением метода производства.Их цель — установить высокопроизводительные твердотельные литий-металлические батареи в автомобили массового потребления к 2024 году.

«Безанодная батарея заслуживает изучения», — говорит Цуй. Но он по-прежнему осторожно относится к ранним экспериментальным результатам не только QuantumScape, но и других компаний, разрабатывающих и продвигающих твердотельные батареи. «Я думаю, что мы все еще находимся на стадии исследования и не готовы к выходу в прайм-тайм». По его словам, исследователи еще не улучшили эффективность циклического использования новых батарей, чтобы избежать потери лития из-за нежелательных химических реакций в батарее. По словам Куи, твердые электролиты могут иметь большое значение в подавлении образования дендритов, но «это еще не полностью решенная проблема».

Лучник тоже остается осторожным. «Отказ от анода не избавляет от проблемы дендритов», — говорит он, не в последнюю очередь потому, что литий настолько реактивен, что может накапливаться в других местах, образуя дендриты. Кроме того, керамические полимеры могут вызывать неожиданные реакции с другими материалами в батарее. По словам Арчера, поскольку QuantumScape не раскрывает подробностей о составе своего сепаратора, некоторые химики по-прежнему осторожно относятся к интерпретации результатов компании.

«Вероятно, не существует единой идеальной комбинации электролита и анодной структуры в литий-металлической батарее, которая подходила бы для любого применения», — отмечает Дадни. Но, возможно, несколько подходов приведут к созданию мощных, быстро перезаряжаемых батарей, которые решат проблему дендритов и позволят избежать других причин короткого замыкания. Это может обеспечить будущее, которое будет включать в себя более универсальные электромобили, более дешевые стационарные хранилища для возобновляемых источников энергии и даже, по словам Куи, электрические самолеты.

Для твердотельных батарей, большой риск и огромные потенциальные выгоды

Нынешний Mercedes-Benz EQS имеет удельную мощность 550 Втч / л, как отметил технический директор Mercedes Саджид Хан в июле на мероприятии по стратегии Daimler EV.По его словам, твердотельные батареи «удвоят энергоемкость и уменьшат вес в том же упаковочном пространстве», а также позволят увеличить количество циклов зарядки.

«С твердотельными батареями у нас есть возможность переосмыслить дизайн аккумуляторных систем в целом», — добавил Хан.

Daimler в настоящее время производит испытательную серию электрических автобусов с твердотельными батареями, eCitaro G, с использованием элементов, произведенных французской компанией BlueSolutions. Но батареи необходимо предварительно подогреть, что нецелесообразно для частных легковых автомобилей.

Твердотельные батареи также имеют преимущества с точки зрения времени зарядки. По оценкам Volkswagen, электрическому внедорожнику ID4 с аккумулятором на 77 кВтч теперь требуется 25 минут, чтобы увеличить запас хода на 450 км (с 10% заряда до 80%), но твердотельные батареи могут сократить это время до 12 минут.

Еще одно важное преимущество — безопасность. Отзыв аккумуляторов, связанный с пожарами, в последние годы обошелся автопроизводителям и поставщикам в миллиарды евро. В самом последнем случае Chevrolet отозвала все 141 000 электромобилей Bolt, которые были построены с момента запуска автомобиля, по оценочной стоимости в 2 миллиарда долларов, и компания LG Chem, поставщик аккумуляторов, согласилась заплатить Chevrolet 1 доллар.9 миллиардов на покрытие стоимости.

В 2020 году Ford отозвал 69000 подключаемых гибридов Kuga стоимостью 800 миллионов долларов. А в феврале 2021 года Hyundai заявила, что потратит 900 миллионов долларов на замену аккумуляторных систем в 82000 электромобилей.

Твердотельные батареи могут снизить значительную часть этого риска, поскольку в них не используется горючий электролит и потому, что твердый электролит должен действовать как щит против роста дендритов — колючих, похожих на водорослей отложений лития, которые могут образовываться на аноде. , проходят через электролит и протыкают сепаратор, вызывая короткое замыкание, которое может привести к пожару.

«Уменьшение количества дендритов приводит к более долгоживущему элементу, который может выдерживать большую нагрузку с меньшим риском возгорания, тем более что горючий жидкий электролит больше не требуется», — сказал Петченик.

Агарвал и Розина, аналитики Yole, говорят, что риск образования дендритов меньше, но все же вполне реален, потому что даже твердые электролиты имеют зерна или дефекты, которые не позволяют им расти.

Наконец, есть некоторые преимущества, которые появятся только тогда, когда твердотельные элементы будут собраны в аккумуляторные блоки и интегрированы в электромобили, говорят эксперты.

Если твердотельные батареи действительно намного безопаснее, это означает, что электромобилям потребуются менее прочные (и более дешевые) компоненты для обеспечения безопасной работы. По словам Розины, им также может потребоваться меньшее охлаждение, а это означает, что от батареи будет потребляться меньше энергии, которая может использоваться для диапазона.

Создание безопасных литий-ионных батарей для электромобилей: обзор

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

CAS Статья PubMed Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

Wu, H.L., Zhang, Y.Б., Дэн, Ю.К. и др .: Легкая трехмерная структурированная матрица на основе углеродных нановолокон с высоким уровнем легирования азотом для анодов из металлического лития. Sci. China Mater. 62 , 87–94 (2019). https://doi.org/10.1007/s40843-018-9298-x

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

Li, W.D., Liu, X.M., Celio, H., et al .: Mn по сравнению с Al в слоистых оксидных катодах в литий-ионных батареях: всесторонняя оценка длительной цикличности. Adv. Energy Mater. 8 , 1703154 (2018). https://doi.org/10.1002/aenm.201703154

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

10.

Лю, З.Х., Ю, Q., 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 Scholar

11.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

13.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

15.

Рен, Д.С., Фенг, X.N., Лу, Л.Г., и др .: Модель литий-ионного аккумулятора с электрохимико-термической связью перезаряда и теплового разгона. J. Источники энергии 364 , 328–340 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.08.035

CAS Статья Google Scholar

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 инициируемого 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

19.

Jhu, C.Y., Wang, Y.W., Shu, C.M., и др .: 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 Scholar

20.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

22.

Zhu, L.T., Sun, Z.C., Dai, H.F., и др .: Новая методология моделирования гистерезиса напряжения холостого хода для LiFePO ₄ батарей, 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 Scholar

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 состояния заряда.J. Хранение энергии 21 , 618–631 (2019). https://doi.org/10.1016/j.est.2018.11.020

Артикул Google Scholar

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 Scholar

26.

Hsieh, A.G., Bhadra, S., Герцберг, Б.Дж. и др.: Электрохимико-акустическое время полета: прямая корреляция физической динамики с зарядом аккумулятора и здоровьем. Energy Environ. Sci. 8 , 1569–1577 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ee00111k

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

31.

Голубков, А.В., Фукс, Д .: Тепловой разгоном: причины и последствия на уровне клеток. 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 Scholar

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 Scholar

33.

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

Артикул Google Scholar

34.

Мингао, О., Рен, Д.С., Лу, 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 Scholar

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 Scholar

36.

Ирияма, Ю., Йокояма, М., Яда, С., и др .: Получение тонких пленок LiFePO ₄ импульсным лазерным осаждением и их электрохимические свойства. Электрохим. Solid-State Lett. 7 , A340 (2004). https://doi.org/10.1149/1.1795052

CAS Статья Google Scholar

37.

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

CAS Статья Google Scholar

38.

Ву, Л.Дж., Нам, К.W., Wang, X.J. и др.: Структурное происхождение тепловой нестабильности, вызванной перезарядкой 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

43.

Абрахам Д.П., Спила Т., Фурцон М.М. и др .: 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 Scholar

44.

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

CAS Статья Google Scholar

45.

Ли, З., Хуанг, Дж., Янн Лиав, Б. и др.: 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 Scholar

46.

Абрахам, Д.П., Рот, Е.П., Костецки, Р. и др.: Диагностическое обследование подвергшихся термическому износу мощных литий-ионных элементов. J. Источники энергии 161 , 648–657 (2006). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.04.088

CAS Статья Google Scholar

47.

Зинт, В., фон Людерс, К., Хофманн, М. и др.: Литиевые покрытия в литий-ионных батареях при температурах ниже окружающей среды исследованы 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

52.

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

CAS Статья Google Scholar

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/jp

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

55.

Чжу, Дж. Г., Сан, З. К., Вэй, X. З. и др .: Экспериментальные исследования метода импульсного нагрева переменным током 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 Scholar

56.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

58.

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

Артикул Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

62.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

72.

Рёдер П., Баба Н., Фридрих К.А. и др .: Влияние лития, содержащего литий 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 Scholar

73.

Dahn, J., Fuller, E., Obrovac, M. 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 Scholar

74.

Цао, Х., Ся, Б.Дж., Сюй, Н.Х. и др .: Структурные и электрохимические характеристики катодных материалов никелата лития, совместно 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 Scholar

75.

Ябуучи, Н., Озуку, Т .: Новый литиевый вставной материал из LiCo _1/3 Ni _1/3 Mn _1/3 O ₂ для современных 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 Scholar

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 Scholar

77.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 порошки. J. Источники энергии 174 , 905–909 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.092

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

84.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

86.

Дин, Ю., Му, Д. Б., Ву, Б. Р. и др .: Последние достижения в области материалов положительных электродов из слоистого оксида с высоким содержанием никеля, используемых в литий-ионных батареях для электромобилей. Прил. Энергия 195 , 586–599 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.03.074

CAS Статья Google Scholar

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/cm

CAS Статья Google Scholar

88.

Сан Ю.К., Ким Д.Х., Юн К.С. 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.200

CAS Статья Google Scholar

89.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

92.

Li, X., Се, Z.W., Лю, 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 Scholar

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 Scholar

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 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 исследованы in situ XRD. J. Источники энергии 217 , 128–134 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.05.028

CAS Статья Google Scholar

98.

Ли С.М., О, С.Х., Ан, Дж. П. и др .: Электрохимические свойства LiNi _{0 с покрытием ZrO _2.8 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 Scholar

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 Scholar

100.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

103.

Sun, YK, Myung, ST, Shin, HS и др .: Новый Li [(Ni _0,8 Co _0,2) _0,8 (Ni _0,5 Mn _0,5) _0,2] O ₂ через соосаждение 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 Scholar

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 Scholar

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 приложения для литиевых батарей. Chem. Матер. 18 , 5159–5163 (2006). https://doi.org/10.1021/cm061746k

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

109.

Kim, H., Kim, MG, Jeong, HY, et al .: Новый метод покрытия для уменьшения деградации 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

113.

Таками, Н., Хосина, К., Инагаки, Х .: Диффузия лития в Li _4/3 Ti _5/3 O ₄ частиц во время введения и извлечения. J. Electrochem.Soc. 158 , A725 (2011). https://doi.org/10.1149/1.3574037

CAS Статья Google Scholar

114.

Ву, К., Ян, 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

118.

Чен, З.Х., Цинь, Ю., Рен, Ю. и др.: Многоуровневое исследование термической стабильности литированного графита. Energy Environ. Sci. 4 , 4023 (2011). https://doi. org/10.1039/c1ee01786a

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

122.

Waldmann, T., Hogg, B.I., Wohlfahrt-Mehrens, M .: Покрытие литием 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 Scholar

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 Scholar

124.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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.200

CAS Статья PubMed Google Scholar

127.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

132.

Ро, С.С., Сонг, К.В., Ким, К.К .: Влияние нерастворителя молекулярной структуры и ее 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 Scholar

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 Scholar

134.

Ли Б.П., Мессерсмит П.Б., Израэлачвили 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 Scholar

135.

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

CAS Статья PubMed Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

138.

Ко, Дж. М., Мин, Б. Г., Ким, Д. У. и др .: Литий-ионный аккумулятор тонкопленочного типа, в котором используется полиэтиленовый сепаратор с привитым глицидилметакрилатом.Электрохим. Acta 50 , 367–370 (2004). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.01.127

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

140.

Zhu, X.M., Jiang, X.Y., Ai, X.P., et al .: TiO _{2 Сепараторы из полиэтилена} 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

143.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

147.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

150.

Гонг В.З., Вей С.Ю., Руан С.Л. и др.: Коаксиальные волокнистые мембраны из ППЭСК / ПВДФ из электропряденого сплава 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 Scholar

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 Scholar

152.

Ли, Дж. Р., Вон, Дж. Х., Ким, Дж. Х. и др.: Самособирающиеся нанопористые частицы из поли (этилентерефталата) из нетканого композитного материала 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 Scholar

153.

Чжай, Ю.Ю., 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 Scholar

154.

Jeon, K.S., Nirmala, R., Navamathavan, R., et al .: Исследование эффективности Al ₂ O ₃ из метаарамидных 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 Scholar

155.

Ли, Дж., Ли, К.Л., Парк, К. и др .: Синтез мата из полиимидного нановолокна с покрытием из Al ₂ O ₃ и его электрохимические характеристики в качестве сепаратора для иона лития. батареи.J. Источники энергии 248 , 1211–1217 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.10.056

CAS Статья Google Scholar

156.

Цзян, Ф.Дж., Инь, Л., Ю, Q.C. и др .: Нановолоконная мембрана из бактериальной целлюлозы в качестве термостабильного сепаратора для литий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 279 , 21–27 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.12.090

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

158.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

160.

Chen, J.J., Wang, S.Q., Cai, D.D., и др .: 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

164.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

171.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

173.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

181.

Хан, Х.Б., Чжоу, С.С., Чжан, Д.Дж., и др .: Бис (фторсульфонил) имид лития (LiFSI) как проводящая соль 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

185.

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

CAS Статья Google Scholar

186.

Ван, К.С., Пинг, П., Чжао, 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 Scholar

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 Scholar

188.

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

Артикул Google Scholar

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 Scholar

190.

Слоуп 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 , A155 (2009). https://doi.org/10.1149/1.3134462

CAS Статья Google Scholar

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 , A11 (2010). https://doi.org/10.1149/1.3261738

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

198.

Янг, 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 Scholar

199.

Макмиллан, Р., Слегр, Х., Шу, З.Х. и др .: 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 Scholar

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 аккумуляторов. J. Источники энергии 174 , 637–642 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.142

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

204.

Ли Ю.М., Нам К.М., Хван, Э.Х. и др.: Межфазное происхождение улучшения характеристик и затухания для LiNi 4,6 В _0,5 Co _0,2 Mn _0,3 O ₂ аккумуляторных катодов. J. Phys. Chem. C 118 , 10631–10639 (2014). https://doi.org/10.1021/jp501670g

CAS Статья Google Scholar

205.

Xiang, H.F., Xu, H.Y., Wang, Z.Z., и др .: Диметилметилфосфонат (DMMP) в качестве эффективной огнезащитной добавки 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

211.

Юн, У.С., Хаас, О., Мухаммад, С. и др.: Мягкое XAS-исследование на месте 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 Scholar

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 Scholar

213.

Ихара М., Ханг Б.Т., Сато К. и др.: Свойства угольных анодов и термическая стабильность в электролите LiPF ₆ / метилдифторацетат. J. Electrochem. Soc. 150 , A1476 (2003). https://doi.org/10.1149/1.1614269

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

218.

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

CAS Статья Google Scholar

219.

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

CAS Статья Google Scholar

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 , A66 (2010). https://doi.org/10.1149/1.3257978

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

222.

Lewandowski, A., widerska-Mocek, A .: 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

227.

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

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

229.

Чен, С.Дж., Чжан, Ю., Ли, Ю.Дж. и др .: 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 Scholar

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 Scholar

231.

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

CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

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 Scholar

233.

Feng, X.M., Ai, X.P., Yang, H.X .: Электрод с положительным температурным коэффициентом и механизмом отключения по температуре 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

237.

Кисе, М., Йошиока, С., Хамано, К., и др .: Поведение импеданса переменного тока 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

241.

Mutyala, M.S.K., Zhao, J.Z., Li, J.Y., et al .: Измерение температуры в литий-ионной батарее на месте 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

244.

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

CAS Статья Google Scholar

245.

Ли С.Ю., Ли С.Дж., Хунг Ю.М. и др.: Встроенный микродатчик 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

252.

Чжу, Дж. Г., Сунь, З.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 Scholar

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 Scholar

254.

Ву, М.С., Чанг, П.С.Дж., Лин, Дж. К.: 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 Scholar

255.

Сринивасан, 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

260.

Лю, Q.Q., Du, C.Y., 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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

264.

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

Артикул Google Scholar

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 Scholar

266.

Ульманн, К., Иллиг, Дж., Эндер, М. и др .: Обнаружение 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 Scholar

267.

Смарт, М.К., Ратнакумар, Б.В .: Влияние состава электролита на покрытие лития в литий-ионных элементах. J. Electrochem. Soc. 158 , A379 (2011). https://doi.org/10.1149/1.3544439

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

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 Scholar

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 Scholar

271.

Guo, Z.S., Zhu, J.Y., Feng, J.M., et al .: Прямое наблюдение на месте и объяснение дендрита лития промышленных графитовых электродов.RSC Adv. 5 , 69514–69521 (2015). https://doi.org/10.1039/c5ra13289d

CAS Статья Google Scholar

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 Scholar

273.

Сагане, Ф., Симокава, 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 Scholar

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 Scholar

275.

Гото, К., Изука, М., Араи, Дж. И др .: 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 Scholar

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.

Зарядка автомобильного аккумулятора. Плотность раствора электролита

4. Определение степени заряженности аккумулятора

Плотность электролита в аккумуляторе — какая должна быть

Плотность электролита

Устройство и принцип работы АКБ

Конструкция батареи

Как это работает

Какая должна быть плотность электролита в аккумуляторе

Плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом

Как проверить плотность электролита в аккумуляторе

Когда и чем доливают аккумулятор

Низкий уровень в секциях

Ненормальная кислотность

Коррекция плотности электролита

Инструкция проверки

Как повысить плотность электролита в аккумуляторе в домашних условиях

Как поднять плотность электролита зарядным устройством

Как выбрать АКБ для зимы?

Как заменить электролит в аккумуляторе

Обслуживание автомобильного аккумулятора в домашних условиях

Какой срок службы аккумулятора?

Контроль уровня электролита

Инструменты для обслуживания аккумулятора

Обслуживание аккумулятора

Уход за аккумулятором

Твердотельные батареи Rev Up Electric Cars, Boost Grid Storage

Твердотельные батареи | Что вам нужно знать об этом EV Tech

— Институт чистой энергии

Основные результаты исследований

Найдите разницу: литий-ионные и свинцово-кислотные батареи Электрические технологии

Cummins открывает путь к более экологичному строительству

Почему экскаваторы подходят для электрификации?

С какими проблемами по-прежнему сталкиваются электрические экскаваторы?

Демонстрационная силовая установка Cummins

Что мы надеемся узнать на следующем этапе?

News Feature: Сложная задача сдерживает появление электромобилей

Нежелательный рост

Две литиевые стороны

Как заблокировать дендрит

A Solid Solution

Для твердотельных батарей, большой риск и огромные потенциальные выгоды

Создание безопасных литий-ионных батарей для электромобилей: обзор

Ответить Отменить ответ