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在2020年代开始,震荡技术展示了一种锂离子电池单元,在最佳钛酸锂阳极上改善200%。该技术在六分钟内安全地收取,预计将更换当前的电池技术,这太慢,以满足下一代电子移动应用的需求。
2018年,北美全球电动汽车(EV)市场为18%,欧洲20%,亚洲62%(CBMM,N.D)。锂离子(锂离子)电池是EV和便携式设备的领先选择,如手机和笔记本电脑,超过二十年(Liu,Neals,&Cao,2016)。然而,消费者仍然面临着为电池充电的冗长时间,它们的总寿命和安全性所需的冗长时间。适应这些限制的创新是EV和电池行业的当前关键目标,以说明安全可持续的电池。
在电池充电期间,需要一种战略方法来管理电池在充电期间冷却,并在寒冷的天气下预热它们。这在实现快速充电和常温分布方面发挥着关键作用。根据Tomaszewska的说法,等等。,快速充电技术由于电阻而产生热量,这逐渐导致电池劣化和劣化,从而降低了能量效率。
对于提高该过程,需要了解从原子到系统级别的电池的理解,这瞬间需要安全,快速充电所需的高能密度电池。
短暂的寿命鼓励增加对环境产生负面影响的电池浪费。环境保护局(EPA)指出,美国每年对超过30亿电池浪费(Murray,2019)。根据震荡技术,其发现使用低成本,丰富和环保的化学品前体,并演示了640 mah / cm3.体积容量阳极导致六分钟内超级充电。
混合氧化铌(MNO)增强锂离子电池性能的新方法
锂离子电池通过嵌入储存和释放能量(Liu,Neale,&Cao,2016)。在电池中,通常由由锂和钛组成的石墨和混合氧化物构成阳极。
阴极由混合金属氧化物组成,例如钴,镍,锰,铁,磷和铝。Niobium的锂离子电池组合物的补充产生更好的性能,更长的寿命和更安全的电池(CBMM,N.D)。
电导率是提高锂离子电池性能的主要性能之一,确保电池性能的稳定和长期。通过引入少量的铌,磷酸铁锂(LFP)阴极的导电性可以比传统电池高出10亿倍。
充电/放电速率是另一个关键性质,与铌酸锂(Linbo3.)涂层。这个过程通过以更快的速度释放更多的电来提高电池的效率。
含有铌的新的阴极材料可以将Li-离子增加30%至50%,提高能量密度,从而提高EVS的范围和性能。
铌材料通过允许锂离子容易亚博网站下载和有效地进出阳极来提高锂离子的迁移率。使用钛铌氧化物(TNO)产生的负极材料的能量存储量大约是传统电池的三倍。亚博网站下载
随着锂电池劣化,充电过程中阴极中的累积热与锂金属接触,诱导短路。震荡技术计划许可MNO材料以防止这些短路,帮助客户根据其需求部署创新的快速电池技术。
超级充电电池是否有未来?
斯坦福大学的科学家(Chan,et al。,2007)已经证明了一个纳米线电极,其示出了超过三倍的电池的能量存储容量。该研究表明,只有硅的少数纳米线可以证明比石墨电极更高的高容量电极Li-ICE的能力(Fairley,2008)。
为了探索加利福尼亚大学涂层金纳米线的锂离子电池更好的电解质,用二氧化锰涂有金纳米线,用电解质凝胶覆盖它们。这些电极经过比传统电池更好的循环33倍。
自20年代末以来,可充电锌锰作为锂离子电池的廉价、安全替代品一直是研究的重点th世纪。太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究人员与华盛顿大学合作,考虑探索一种可充电的锌锰氧化物电池,作为锂离子电池的低成本和安全的替代品。
结果表明,锌锰电池更像是传统的铅酸电池,而不是锂离子电池(纳米克,2016)。
Echion Technologies的发现为快速充电技术领域提供了广阔的前景,以满足商业阳极材料在安全、充电速率能力或能量密度方面的限制。亚博网站下载该公司目前正在与William Blythe Ltd合作进行一个试点规模的示范,为电池制造商提供更大数量的产品,预计将在2022年将产品推向市场。
参考和进一步阅读
CBMM。(N.D)。电池创新尼泊姆作为扰乱元素。
Chan,C.K.,彭,H.,Liu,G.,Mcillath,K。,张,F. X.,Huggins,R. A.,&Cui,Y。(2007)。使用硅纳米线的高性能锂电池阳极。自然纳米技术.doi: 10.1038 / nnano.2007.411
震荡演示了超级充电电池.(2020)。(在线)Echion技术:https://echiontech.com/superfast-charging-battery/(于11月11日访问2020年)
Fairley,P.(2008)。超充电锂电池.[在线]麻省理工学院技术评论:https://www.technologyreview.com/2008/01/04/97944/super-charging-lithium-patteries/(于11月11日访问2020年)
刘超,聂国忠,曹刚(2016)。了解可充电电池正极材料的电化学势。亚博网站下载亚博网站下载材料今天,19(2)。DOI:10.1016 / J.Mattod.2015.10.009
默里,J.(2019)。获得诺贝尔奖的锂离子电池真的对环境有积极影响吗?[在线] ns能量:https://www.nsenergybusiness.com/features/lithium-ion-battery-environmental -impact/(于11月11日访问2020年)
纳米陶瓷。(2016)。意想不到的发现导致更好的电池.[在线]纳米克:https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=43232.php(于11月11日访问2020年)
Tomaszewska,A.,Chu,Z.,Feng,X.,O'Kane,S.,Liu,X.,Chen,J.,。..吴,B.(2019)。锂离子电池快速充电:综述。ETransportation.DOI:10.1016 / J.Etran.2019.100011
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