Какая должна быть плотность в аккумуляторе зимой: Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.
Почему АКБ зимой работает хуже? Подготовить аккумулятор на зиму.
Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер, быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.
Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:
- внутреннее сопротивление
- напряжение
- емкость
- отдача
1. Внутреннее сопротивление аккумулятора
Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.
При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.
Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.
Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007
В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:
— вязкость увеличивается на 16%
— удельное сопротивление увеличивается на 15%
— емкость аккумулятора падает на 4%
Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.
Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см3 от температуры:
| Температура, °С | Удельное сопротивление электролита Ом·см |
| + 40 | 0,89 |
| + 25 | 1,28 |
| + 18 | 1,46 |
| 0 | 1,92 |
| – 18 | 2,39 |
Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.
Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза.
2. Напряжение на клеммах АКБ
Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.
Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С дополнительно 1,2В (15В).
Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках.
Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.
12,24 В — заряде 50%,
11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.
При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.
Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.
4. Емкость аккумулятора
Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tp, где С – емкость, а·ч;
Ip – сила разрядного тока, а;
tp – время разряда, ч.
Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.
5. Отдача по емкости
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.
Выводы
Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.
Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.
Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:
1. Утепление подкапотного пространства
2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством Optimate или Battery Service — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.
3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством.
4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.
Ссылки по теме
Плотность электролита зимой и летом
Всем привет! С Вами аккумуляторщик. Сегодня я бы хотел развеять миф про плотность электролита зимой и летом. Многие люди, особенно старой «советской» закалки, которые приходят в магазин или просто приходят со своим аккумулятором и просят им сделать зимнюю или летнюю плотность. Сразу скажу, сейчас это уже не актуально.Сейчас во все аккумуляторные батареи, в частности для наших широт заливают электролит плотностью 1,27- 1,28 г/см
Это может сделать только специалист по ремонту аккумуляторов, и то в крайнем случае, например, при восстановлении АКБ.
Если Вы измерите плотность на новом полностью заряженном аккумуляторе, то плотность в нем будет 1,27 ровно. Ничего подливать туда не надо! Дело в том, что многие люди думают что на зиму надо сделать поядрёнее такой покрепче электролит. На самом деле, этого не требуется. При плотности 1,27 г/см3 электролит замерзает при температуре -60 0С. Подробнее об этом Вы можете прочитать тут. В редких городах можно встретить такие экстремальные температуры воздуха, но тем не менее можно. Для таких редких случаев плотность подымают, но это скорее исключение.
Слишком большая плотность делает среду чрезмерно агрессивной. И соответственно, идет быстрее осыпания пластин аккумулятора. Потому что аккумуляторная батарея на автомобиле – это сбалансированное устройство, вмешиваться в его электролит значит выводить из баланса АКБ. Как некоторые делают по старинке: доливают дистиллированную воду на лето, а зимой доливают электролит.
Ничего этого делать не нужно!
Лучше позаботьтесь о другом. Например, качественно зарядите аккумулятор перед холодами хорошим зарядным устройством. Для того, чтобы плотность выровнялась по банкам АКБ и вышла у Вас к номинальной 1,27- 1,28 г/см3. С такой плотностью электролита можно ездить и летом и зимой, так скажем всесезонный аккумулятор.
Вот поэтому никогда не проводите самостоятельно манипуляций с электролитом. Только корректируем уровень дистиллированной водой. То есть, подливая воду в банки до номинального уровня. Напомню, для легковых АКБ это полтора сантиметра над свинцовыми пластинами аккумулятора, для грузовых 2-3 см. Вот и все! Ну и соответственно, заряжаем для того, чтоб достигнуть рабочей плотности.
Надеюсь наши советы по эксплуатации автомобильного аккумулятора помогут Вам в жизни. Не совершайте ошибок.
Также на эту тему:
Плотность электролита в аккумуляторе зимой: значения, как поднять?
Автомобилю, постоянно находящемуся в использовании, требуется надежный АКБ, который позволит быстро запустить двигатель вне зависимости от внешних факторов.
Плотность электролита в аккумуляторе зимой необходимо держать в определенных рамках, чтобы жидкость не замерзла. Данный параметр является основным и оказывает существенное влияние на длительность службы источника питания.
При правильной и своевременной корректировке значений кислотности жидкости можно значительно увеличить срок службы АКБ. Ведь плотность электролита в аккумуляторе зимой и летом должна отличаться, чтобы компенсировать влияние температуры, влажности и других климатических условий на химические процессы.
Что такое плотность электролита и от чего она зависит?
Если говорить простым языком, то плотность — это кислотность жидкости в АКБ. В роли электролита сурьмянистые аккумуляторы используют смесь воды и серной кислоты. Количество последней по отношению к общему объему раствора и называют плотностью. Измеряют ее в граммах на сантиметр кубический (г/см3).
На степень закисленности основное влияние оказывают факторы, способные изменить количество воды в растворе: мороз, жара, влажность.
Также на нее влияет степень заряда аккумуляторной батареи. Измерение показателей производятся специальным прибором — ареометром. Процедуру необходимо проводить с полностью заряженным аккумулятором. Особенно это важно делать перед зимой, чтобы выявить проблему заранее и уменьшить риск порчи АКБ, вследствие замерзания воды в ней. Если были выявлены низкие значение, то, скорее всего, проблема кроется в одной из следующих причин:
- дефект ячейки;
- обрыв внутренней цепи батарей;
- глубокий разряд АКБ или одной из его секций.
Все дело в плотности: чем она меньше (воды в растворе больше), тем быстрее замерзнет электролит при понижении температуры. Умеренный климат требует, чтобы этот параметр был в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой и в северных регионах рекомендуемая плотность увеличивается на 0,01 г/см3.
Многих автолюбителей интересует: «При какой температуре замерзает электролит в аккумуляторе?».
Получить ответ на этот вопрос поможет следующая таблица:
| Плотность электролита при 25°C, г/см³ | Температура замерзания, °С | Плотность электролита при 25°C, г/см³ | Температура замерзания, °С |
| 1,09 | -7 | 1,22 | -40 |
| 1,1 | -8 | 1,23 | -42 |
| 1,11 | -9 | 1,24 | -50 |
| 1,12 | -10 | 1,25 | -54 |
| 1,13 | -12 | 1,26 | -58 |
| 1,14 | -14 | 1,27 | -68 |
| 1,15 | -16 | 1,28 | -74 |
| 1,16 | -18 | 1,29 | -68 |
| 1,17 | -20 | 1,3 | -66 |
| 1,18 | -22 | 1,31 | -64 |
| 1,19 | -25 | 1,32 | -57 |
| 1,2 | -28 | 1,33 | -54 |
| 1,21 | -34 | 1,4 | -37 |
Таблица 1.
Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля зимой.
Как повысить плотность если она низкая?
Поднимать эту характеристику приходится после неоднократного корректирования уровня жидкости в АКБ дистиллированной водой или в случае нехватки параметра для эксплуатации батареи в зимой. Явным признаком недостаточной концентрации серной кислоты является оледенение ячеек. Что делать если замерз электролит в аккумуляторе? Потребуется отогреть АКБ при комнатной температуре, после чего поставить на зарядку.
Внимание! Замерять плотность нужно только в полностью заряженной аккумуляторной батарее.
Помимо правильно проведенной полной зарядки существует еще такие способы поднятия плотности, как добавление концентрированного (корректирующего) электролита или кислоты.
Для корректировки понадобится:
- ареометр;
- мерная емкость;
- посуда для приготовления смеси;
- спринцовка;
- серная кислота или корректирующий электролит;
- дистиллированная вода.
Процедура проводится следующим образом:
- Из ячеек батареи отбирается немного кислотного раствора и измеряются показатели кислотности.
- Если надо увеличить плотность — доливается столько же корректирующего электролита, если уменьшить —добавляется дистиллированная вода.
- После проведения процедуры со всеми ячейками АКБ ставится на зарядку стационарным устройством для смешивания жидкости.
- По окончании зарядки надо подождать не меньше часа, чтобы плотность во всех секциях батареи выровнялась.
- Проводится проверка показателей и в случае необходимости процедура повторяется с уменьшением шага разбавления вдвое.
Плотность между ячейками не должна отличаться сильнее, чем на 0,01 г/см3. Если добиться этого не вышло — необходимо провести выравнивающую зарядку малым током.
Что делать, когда плотность ниже 1,18 г/см
3Чтобы зимой не замерзла вода в аккумуляторе нужно не допускать снижения плотности электролита.
Если это значение преодолело критический минимум в 1,18 г/см3, то требуется добавление кислоты. Сама процедура проводится в том же порядке, что был описан ранее, только количество отбираемой и добавляемой жидкости необходимо сократить, чтобы не превысить значение первым доливом.
Важно! При изготовлении электролита нужно вливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот.
Что делать если электролит в аккумуляторе замерз, а после отогрева приобрел багровый цвет? К сожалению, такая батарея уже не сможет нормально работать зимой при температуре ниже 5°C. Скорее всего у такого АКБ осыпалась активная масса, что уменьшило рабочую поверхность пластин. Восстановить нормальные показатели у такого АКБ невозможно.
Поддержание количества электролита и его плотности на должном уровне существенно продлевает срок службы батареи, а также ее способность сопротивляться морозу и безпроблемно запускать двигатель автомобиля.
Плотность электролита в аккумуляторе — зимой и летом: таблица
Большая часть аккумуляторных батарей, которые продаются в России, относится к полуобслуживаемым. Это означает, что владелец может откручивать пробки, проверять уровень и плотность электролита и при необходимости доливать внутрь дистиллированную воду. Все кислотные АКБ, когда только поступают в продажу, заряжены, как правило, на 80 процентов. При покупке следите за тем, чтобы продавец выполнил предпродажную проверку, одним из пунктов которой является проверка плотности электролита в каждой из банок.
В сегодняшней статье на нашем портале Vodi.su мы рассмотрим понятие плотности электролита: что это такое, какой она должна быть зимой и летом, как ее повысить.
В кислотных АКБ в качестве электролита применяется раствор h3SO4, то есть серной кислоты. Плотность напрямую связана с процентным содержанием раствора — чем больше серы, тем она выше. Еще один немаловажный фактор — температура самого электролита и окружающего воздуха. Зимой плотность должна быть выше, чем летом. Если же она упадет до критической отметки, то электролит попросту замерзнет со всеми вытекающими последствиями.
Измеряется данный показатель в граммах на сантиметр кубический — г/см3. Измеряют ее при помощи простого прибора ареометра, который собой представляет стеклянную колбу с грушей на конце и поплавком со шкалой в середине. При покупке нового АКБ продавец обязан измерить плотность, она должна составлять, в зависимости от географической и климатической зоны, 1,20-1,28 г/см3. Допускается разница по банкам не более 0,01 г/см3. Если же разница больше, это свидетельствует о возможном коротком замыкании в одной из ячеек. Если же плотность одинаково низкая во всех банках, это говорит как о полном разряде батареи, так и о сульфатации пластин.
Помимо измерения плотности продавец должен также проверить, как аккумулятор держит нагрузку. Для этого применяют нагрузочную вилку. В идеале напряжение должно падать с 12 до девяти Вольт и держаться на этой отметке некоторое время. Если же оно падает быстрее, а электролит в одной из банок кипит и выделяет пар, значит от покупки этой АКБ следует отказаться.
Плотность в зимний и летний период
Более детально данный параметр для вашей конкретной модели АКБ нужно изучить в гарантийном талоне. Созданы специальные таблицы для различных температур, при которых электролит может замерзнуть. Так, при плотности 1,09 г/см3 замерзание происходит при -7°С. Для условий севера плотность должна превышать 1,28-1,29 г/см3, ведь при таком показателе температура его замерзания составляет -66°С.
Плотность обычно указывают для температуры воздуха +25°С. Она должна составлять для полностью заряженной батареи:
- 1,29 г/см3 — для температур в пределах от -30 до -50°С;
- 1,28 — при -15-30°С;
- 1,27 — при -4-15°С;
- 1,24-1,26 — при более высоких температурах.
Таким образом, если вы эксплуатируете автомобиль в летний период в географических широтах Москвы или Санкт-Петербурга, плотность может быть в пределах 1,25-1,27 г/см3. Зимой же, когда температуры опускаются ниже -20-30°С, плотность повышается до 1,28 г/см3.
Обратите внимание, что “повышать” ее искусственно никак не нужно. Вы попросту продолжаете пользоваться своим автомобилем в обычном режиме. А вот если АКБ быстро разряжается, имеется смысл провести диагностику и при необходимости поставить на зарядку. В случае же, если машина долго стоит на морозе без работы, АКБ лучше снять и унести в теплое место, иначе он от длительного простоя попросту разрядится, а электролит начнет кристаллизоваться.
Практические советы по эксплуатации АКБ
Самое основное правило, которое следует запомнить, — в батарею ни в коем случае нельзя заливать серную кислоту. Повышать плотность таким образом вредно, так как при повышении активизируются химические процессы, а именно сульфатации и коррозии, и уже через год пластины станут полностью ржавыми.
Регулярно проверяйте уровень электролита и при его падении доливайте дистиллированную воду. Затем АКБ нужно либо поставить на зарядку, чтобы кислота смешалась с водой, либо зарядить АКБ от генератора во время длительной поездки.
Если машину ставите «на прикол», то есть некоторое время не используете ее, то, даже если среднесуточные температуры опускаются ниже нуля, нужно позаботиться о том, чтобы АКБ был полностью заряжен. Это минимизирует риск замерзания электролита и разрушения свинцовых пластин.
При падении плотности электролита увеличивается его сопротивление, из-за чего, собственно, и затруднен запуск двигателя. Поэтому прежде, чем завести мотор, прогрейте электролит, включив на некоторое время фары или другое электрооборудование. Не забывайте также проверять состояние клемм и очищать их. Из-за плохого контакта пускового тока недостаточно для создания нужного крутящего момента.
Эксплуатация авто аккумулятора зимой — AKBEXPERT
Какая плотность электролита должна быть зимой, и как подготовить аккумулятор к зиме?
Ответ:
Плотность электролита у полностью заряженной аккумуляторной батареи, предназначенной для эксплуатации в условиях умеренного климата в любое время года должна быть 1,27-1,30 г/см3 при температуре +25°С. При более высокой температуре электролита значение плотности должно быть ниже, а при более низкой температуре электролита, наоборот, — выше. В странах с тропическим климатом эксплуатируют батареи с более низкой плотностью электролита (1,22-1,24 г/см3). В условиях крайнего Севера, наоборот, требуется более высокая плотность электролита (1,30-1,32 г/см3). Перед началом зимнего периода необходимо проверить, чтобы батарея находилась в заряженном состоянии. Это обеспечит предохранение от замерзания электролита и обеспечит надежный пуск двигателя при отрицательных температурах. Именно в зимний период существенное влияние на работу АКБ будут оказывать слабо натянутый ремень генератора и повышенная утечка электроэнергии.
Если при запуске двигателя в зимнее время аккумулятор разрядился в «ноль», какие действия нужно предпринять?
Ответ:
В данном случае необходимо зарядить аккумулятор от стационарного зарядного устройства током малой величины. Сделать это следует не позднее, чем через 2-3 дня после глубокого разряда батареи.
Почему замерзает электролит?
Ответ:
При разряде АКБ плотность электролита снижается, уменьшается удельное количество серной кислоты, содержащейся в растворе электролита и образуется вода. Чем глубже разряд батареи, тем выше отрицательная температура, при которой может замерзнуть электролит. Например, при плотности 1,11 г/см3 электролит замерзнет уже при -7 0С, а при плотности 1,27 г/см3 — только при -58 0С.
Если замерз электролит, можно ли восстановить работоспособность аккумулятора?
Ответ:
Зависит от степени замерзания: если батарея замерзла не на весь объем, а корпус не подвергся деформации, ее можно восстановить. Необходимо, чтобы лед полностью растаял при комнатной температуре, и только потом приступить к заряду АКБ. При этом не избежать повреждения электродов и снижения токовых характеристик батареи.
Если в мороз перед запуском двигателя включить на короткое время фары автомобиля, поможет ли это облегчить запуск?
Ответ:
Нет. При данной процедуре эффект разогрева электролита ничтожен и не влияет на увеличение мощности разряда. Напротив, батарея может потерять драгоценную емкость и после этого не сможет запустить двигатель.
Почему в зимнее время рекомендуют аккумуляторы с более высокими пусковыми токами?
Ответ:
Холодный пуск имеет следующие особенности:
- Стартеру требуется больше времени для прокрутки двигателя.
- Сопротивление холодного двигателя в зимнее время увеличивается в 2,5-3 раза
- От АКБ требуется отдача большей мощности и энергии.
- Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше вязкость электролита и внутреннее сопротивление батареи.
Пуск двигателя в зимнее время зависит только от АКБ?
Ответ:
Нет. Помимо технических характеристик и степени заряженности батареи, пуск двигателя зависит от следующих факторов:
- состояния электропроводки и электрооборудования автомобиля;
- состояния свечей;
- состояния топливной системы и качества топлива;
- качества масла;
- опыта водителя.
По какой причине замерз аккумулятор?
Ответ:
Если замерзла только одна ячейка, то это, скорее всего, внутренний дефект батареи, который привел к снижению плотности и замерзанию электролита.
Если замерзла не одна ячейка в батарее, то здесь ответ один — батарея была разряжена. Причины могут быть разные, самая распространенная — частые запуски двигателя и короткие дистанции движения по городу. В результате батарея в холодную погоду просто не успевает заряжаться от генератора. Плотность электролита 1,21 г/см3 соответствует примерно 45%-ной степени заряженности батареи. По справочным данным электролит с такой плотностью замерзает при температуре около -30 0С.
Часто бывает ситуация: утром с нескольких попыток не завелась машина, и человек едет на работу на общественном транспорте. А разряженная батарея с низкой плотностью электролита до вечера замерзает.
АКБ. Правила зимнего хранения и эксплуатации
08.08.2016
Зимой некоторые автомобили эксплуатируются нечасто. Нужно ли перед долгой стоянкой скидывать клеммы и отключать массу? И каковы правила хранения АКБ зимой, если машина совсем не используется?
Снимать клеммы и отключать массу необходимо. На это есть свои причины. Прежде всего, в любом случае существует утечка в виде работы бортовых систем, например часов, питание идет и на бортовой компьютер. Все это постепенно опустошает вашу аккумуляторную батарею. Стандартная утечка бортовой цепи автомобиля, допустимая заводом-изготовителем по нормам, составляет 30 миллиампер (0,03 А). На первый взгляд, кажется, что это совсем немного. Но это только так кажется. Попробуйте пересчитать, за какое время такая утечка опустошит ваш аккумулятор. Возьмем, к примеру, стандартную батарею емкостью 55 А/ч. Это означает, что 55 ампер он, выдаст за час. Или 5,5 ампер за 10 часов. Половину ампера он отдаст уже за сто часов. Следовательно, 50 миллиампер уйдут за тысячу часов. Тысячу часов делим на 24 часа, получается, что полностью батарея сядет за 41 день, это если АКБ была 100% заряжена, если нет то еще быстрее. Но эксплуатация при 100% разряде совершенно недопустимо. Если аккумулятор разрядится на 25 % — это уже плохо, а если сядет на 50% — он замерзнет уже при «-27» градусах по Цельсию. Так что за 20 дней при стандартной утечке ваш аккумулятор превратится в кусок льда при стоянке на улице зимой, а про пуск автомобиля мы тут вообще не говорим. Чтобы избежать такого развития событий, нужно просто снять клемму. Это самый простой способ предотвратить утечку энергии и разрядку батареи при длительном промежутке времени «не езды» на машине. Для современных машин это, конечно, не очень хорошо. Могут сброситься настройки бортового компьютера, заблокироваться аудиосистема, потеряться настройки электронного ключа. Но ведь такие машины и не рассчитаны на такую редкую эксплуатацию. Впрочем, и здесь есть выход — периодически подзаряжать аккумулятор или как компромисс хотя бы запускать иногда машину на короткий промежуток времени.
Как же правильно хранить АКБ, если машина зимой на приколе, обслуживать аккумулятор и эксплуатировать его.
1. Хранение аккумулятора
Залитые батареи рекомендуется хранить в сухом помещении с температурой не ниже −30? и не выше 0?. Батареи устанавливаются на хранение полностью заряженными. Допускается хранить батареи и при положительных температурах, однако темп саморазряда аккумуляторов при этом будет в несколько раз выше. Ежемесячно необходимо проверять плотность электролита или измерять напряжение на клеммах аккумулятора. Степень разряда аккумулятора можно проверить по таблице № 1. При снижении плотности электролита более чем на 0,03 г/см3, т.е. до уровня 1,24 г/см3 или напряжения ниже «12,45» Вольт батарею следует подзарядить.
Перед продолжительной стоянкой автомобиля необходимо отсоединить АКБ от бортовой сети, полностью ее зарядить и хранить в прохладном помещении. Моноблок во избежание саморазряда по поверхности должен быть чистым. Если батарея должна быть постоянно готова к установке на автомашину, то при снижении плотности до уровня 1,24 г/см3, батарею следует подзарядить. Если от батареи не требуется постоянной готовности, то рекомендуется ее подзаряжать при снижении плотности до уровня 1,22 г/см3.
Зимой следует иметь в виду, что электролит в сильно разряженных батареях может замерзнуть при наступлении морозов. Зависимость температуры замерзания электролита от его плотности приведена в таблице № 2.
Не допускайте снижения плотности до критической, иначе при замерзании электролита возможно необратимое повреждение моноблока и пластин аккумулятора.
Таблица № 1. Степень разряженности аккумулятора.
| Напряжение на клеммах, (В) | 12,66 | 12,45 | 12,24 | 12,06 | 11,80 и ниже |
| Плотность электролита, г/см3 | 1,27 | 1,23 | 1,20 | 1,17 | 1,12 и ниже |
| Степень заряда, % | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 |
| t замерзания электролита ? | -64 | -42 | -27 | -15 | -10 до 0 |
Таблица № 2. Температура замерзания электролита в зависимости от его плотности.
| Плотность Эл-та | 1,0 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,27 | 1,30 | 1,35 |
| t замерзания, ? | 0 | −3,.3 | −7,7 | −15 | −27 | −52 | −64 | −70 | −49 |
2. Контроль состояния батареи
Рекомендуется один раз в месяц проверять уровень электролита и при необходимости доливать только дистиллированную воду до нормального уровня. Пластины, не покрытые электролитом, высыхают и осыпаются, что приводит к преждевременному выходу АКБ из строя.
Запрещается доливать электролит или кислоту в АКБ.
Это можно делать только в том случае, если точно известно, что понижение уровня электролита произошло за счет его выплескивания.
Не используйте воду сомнительного происхождения.
Контролируйте степень заряженности аккумулятора по плотности электролита или по напряжению на клеммах ненагруженной батареи. Степень разряда батареи можно определить из Таблицы № 1, или посчитать по формуле:
Uнрц = 6*(0,84+Р), где
Uнрц (НРЦ) — напряжение разомкнутой цепи;
Р — Плотность электролита.
Следовательно, плотность можно посчитать соответственно по формуле: Р = Uнрц/ 6 — 0,84
100% заряженная батарея, т.е. с плотностью электролита 1,27 г/см3 будет иметь:
НРЦ = 6*(0,84+1,27) = 12,66 Вольта;
Р = 12,66 / 6 — 0,84 = 1,27 г/см3
Зная напряжение на клеммах аккумулятора, можно всегда посчитать плотность электролита в нем.
Категорически запрещается эксплуатировать батареи с уровнем заряда ниже 75% зимой и 50% летом.
Хранение и эксплуатация АКБ в разряженном состоянии приводит к необратимым процессам, при которых восстановление АКБ не возможно.
Низкая плотность электролита в АКБ говорит о её разряженности и для повышения плотности электролита необходимо заряжать АКБ, а не повышать её доливкой кислоты или электролита.
Просто долив кислоты или электролита, приведёт к изменению кислотного баланса и как следствие после полного заряда к превышению допустимого уровня плотности электролита. Превышение плотности электролита выше допустимой нормы приводит к разрушению пластин внутри АКБ.
3. Заряд аккумулятора
Заряд АКБ производится током равным 10% от её ёмкости (например при ёмкости 55 А/Ч ток зарядки не должен превышать 5,5 А). Нарушение данного требования приводит к разрушению пластин из-за перегрузок.
Старайтесь заряжать батарею малыми токами, при этом увеличивается степень и глубина заряда.
Окончанием процесса заряда аккумуляторов следует считать:
- равномерное кипение электролита во всех банках;
- равномерный нагрев корпуса батареи;
- напряжение на клеммах аккумулятора достигло значения 16,4 вольта;
- плотность электролита прекратила подниматься в батарее (если плотность растет, то это означает, что не все элементы еще прореагировали и батарея заряжается).
4. Контроль электрооборудования автомобиля
Необходимо качественно и регулярно проверять и обслуживать электрооборудование автомобиля. Отклонение параметров электрооборудования (генератора, стартера, различных реле) от установленных величин приводит к снижению надежности и к сокращению срока службы АКБ.
Нормы на параметры электрооборудования:
Пределы рабочего напряжения бортовой сети автомобиля не должны выходить за пределы 13,8-14,5 V, при различных режимах работы автомобиля.
Отклонение величины зарядного напряжения за пределы нормы на 0,3 — 0,5 V приводит к сокращению срока службы батареи в несколько раз.
Токи утечки не должны превышать 30 мА/ч (0,03 Ампера). Повышенный ток утечки уменьшает срок службы АКБ ввиду ускоренности циклов заряда-разряда батареи, и увеличивает вероятность глубокого разряда батареи.
Повышенное напряжение генератора приводит к осыпанию активной намазки пластин в батареях, что приводит к уменьшению емкости батареи и способствует замыканию пластин за счет осыпавшейся активной массы с положительных пластин.
Эксплуатация разряженной батареи приводит к осыпанию активной массы с отрицательных пластин. Признаком осыпания пластин является потемнение цвета электролита во всех банках (коричневый цвет — осыпание положительных пластин, серый цвет — осыпание отрицательных пластин).
Так же пониженное напряжение генератора (особенно зимой) не позволяет зарядить полноценно батарею, и происходит ее эксплуатация в полуразряженном состоянии. Это может привести к необратимой сульфатации пластин, что чревато уменьшением, как емкости батареи, так и величины стартового тока аккумулятора.
У недозаряженного аккумулятора плотность электролита понижена, что может привести к его замерзанию при сильных морозах и стоянке машины на улице (смотри таблицу № 2).
5. Эксплуатация аккумулятора
Пуск стартера производите короткими включениями, но не более чем на 10 сек. Перерыв между включениями летом не менее 15 сек., зимой не менее 1 мин. Избегайте включать стартер более 3-х раз подряд. Езда при помощи стартера не допускается.
Категорически запрещается «прикуривать» аккумулятор от нестандартных пускозарядных устройств во избежание взрыва моноблока, деформации пластин и внутренних тоководов, что приводит к осыпанию активной массы пластин и разрыву межэлектродных соединений.
При низких температурах происходит замедление всех химических процессов внутри АКБ, батарея переходит в «спящий режим» (электрические параметры АКБ при t ниже «-30» градусов по Цельсию понижаются в 2 раза.) Поэтому перед пуском двигателя на некоторое время необходимо включить электрические потребители (фары, габариты) для возобновления электрохимических процессов и только после этого делать попытки старта.
Для уменьшения рисков плохих пусков при эксплуатации автомобиля в зимнее время рекомендуется подбирать АКБ по ёмкости и стартовым характеристикам в соответствии с конкретной климатической зоной.
самый подробный обзор ?, какие должны быть в заряженном АКБ или при разрядке зимой и летом (таблицы с показателями и видео)
Плотность электролита в аккумуляторе автомобиля представляет собой соотношение химически активного вещества и дистилированной воды, залитых в банки АКБ в определенной пропорции. Данный параметр устанавливается в зависимости от условий использования транспортного средства и совокупности требований к автомобилю.
Какие должны быть плотность и уровень электролита
В регионах с умеренным климатом рабочий параметр плотности электролита должен составлять от 1,25 до 1,27 г/см3 ±0,01 г/см3.
Важно знать
Следует учитывать, что чем ниже плотность электролита в полностью заряженной батарее авто, тем дольше она прослужит.
Плотность кислоты с водой в банках автомобильного аккумулятора разная, и зависит от нескольких параметров:
- заряженность батареи;
- процентного содержания серы — чем больше концентрация раствора, тем более высокая плотность жидкости;
- температуры раствора — чем больше это значение, тем ниже уровень плотности.
Оптимальный уровень электролита в аккумуляторе машины должен быть таким, чтобы в каждой банке раствор покрывал пластины с запасом 10-15 мм.
Таблица: плотность в зависимости от климатической зоны
| Климатический район (среднемесячная температура воздуха в январе, °C) | Время года | Заливаемого | Полностью заряженная батарея | Батарея разряжена | |
| на 25% | на 50% | ||||
| Очень холодный (от -50 до -30) | Зима | 1,28-1,29 | 1,30 | 1,26 | 1,22 |
| Лето | 1,27 | 1,28 | 1,24 | 1,20 | |
| Холодный (от -30 до -15) | Круглый год | 1,26 | 1,27 | 1,24 | 1,20 |
| Умеренный (от -15 до -8) | Круглый год | 1,24 | 1,27 | 1,24 | 1,20 |
| Теплый влажный (от 0 до +4) | Круглый год | 1,22 | 1,23 | 1,19 | 1,05 |
| Жаркий сухой (от +4 до +15) | Круглый год | 1,20 | 1,23 | 1,19 | 1,15 |
Плотность электролита в аккумуляторе зимой
В странах, где зимой температура воздуха опускается до -30 градусов данное значение должно быть на 0,01 г/см3 больше, а в областях с жарким климатом — на 0,01 г/см меньше. Если в зимнее время года температура воздуха опускается до -50 °C, то уровень плотности рекомендуется увеличивать до 1,29 г/см3. Если данный показатель будет меньше, это станет причиной снижения электродвижущей силы и возможного замерзания рабочего раствора.
Важно знать
Слишком высокий уровень плотности раствора электролита в банках аккумуляторной батареи повлияет на ее срок службы. Пониженный параметр становится причиной падения напряжения и трудному пуску силового агрегата.
Если плотность рабочего раствора в холодное время года снизится до 1,09 г/см3, это станет причиной замерзания аккумуляторной батареи уже при -7 градусах. Надо учитывать, что кратковременные поездки на транспортном средстве, составляющие менее 30 минут, не дают возможности рабочей жидкости полностью прогреться и эффективно заряжаться. Поэтому разряд электролита при низких температурах ежедневно растет, что серьезно влияет на уровень плотности.
Полезно знать
Для нового и исправного аккумулятора нормальная величина изменения плотности рабочей жидкости при полном заряде и разряжении составляет в диапазоне от 0,15 до 0,16 г/см3.
Таблица: температура замерзания электролита в зависимости от его плотности
| Плотность электролита (г/см3) | Степень заряженности (%) | Температура замерзания, °C |
| 1,11 | 0,0 | -7 |
| 1,12 | 6 | -8 |
| 1,13 | 12,56 | -9 |
| 1,14 | 19 | -11 |
| 1,15 | 25 | -13 |
| 1,16 | 31 | -14 |
| 1,17 | 37,5 | -16 |
| 1,18 | 44 | -18 |
| 1,19 | 50 | -24 |
| 1,2 | 56 | -27 |
| 1,21 | 62,5 | -32 |
| 1,22 | 69 | -37 |
| 1,23 | 75 | -42 |
| 1,24 | 81 | -46 |
| 1,25 | 87,5 | -50 |
| 1,26 | 94 | -55 |
| 1,27 | 100 | -60 |
Плотность электролита в аккумуляторе летом
Важно знать
Данный параметр для теплых и влажных климатических регионов должен составить не менее 1,22 г/см3 (эта величина является критической).
В конце весны и летом температура в моторном отсеке более высокая, что приводит к испарению воды из кислотного раствора и более активному протеканию электрохимических процессов в аккумуляторе. Это становится причиной повышенной токоотдачи.
В жаркое время года из-за высокой температуры особо остро стоит проблема обезвоживания для аккумулятора. Поскольку высокий уровень плотности негативно влияет на свинцовые пластины обслуживаемых и необслуживаемых батарей, рекомендуется, чтобы этот параметр имел отклонение на 0,02 г/см3 меньше номинального. В частности, если речь идет о южных регионах, где используется устройство. При снижении объема или количества рабочей жидкости и увеличения параметра плотности коррозийные процессы на электродных выходах могут увеличиться.
Причины изменения плотности
Список причин, которые приводят к изменению уровня плотности аккумулятора:
- Снижение уровня электролита в АКБ (приводит к повышению плотности).
- Уменьшение концентрации серной кислоты в аккумуляторе или так называемая сульфатация пластин. Сульфат свинца кристаллизуется, теряя способность участвовать в химических реакциях. В результате такого процесса аккумулятор уже не получится зарядить полностью даже при использовании внешнего зарядного устройства, поскольку не вся площадь пластин задействована в работе. Так как аккумулятор не заряжается до конца, то и плотность электролита не восстанавливается до своих исходных значений.
- Разряд батареи. Данная проблема особо актуальна для зимы и тех автомобилей, которые редко используются или где замена аккумулятора производилась давно.
- Неоднократная зарядка аккумулятора. Это приводит к закипанию раствора и его испарению, что снижает его количество и повышает концентрацию. В этом случае активных молекул для ионизации свинца и его солей становится меньше, соответственно снижается густота жидкости.
- Не осуществляется контроль за уровнем концентрации раствора в емкостях с электродами после каждого пополнения дистиллятом. С каждым новым разбавлением концентрата снижается доля электролита за счет испарения воды и небольшого количества электролитической жидкости.
Как самостоятельно проверить плотность электролита и степень разряженности батареи?
Прежде чем измерить плотность электролита нужно провести проверку и подготовку аккумулятора, затем произвести замер с помощью:
- Ареометра (денсиметра). Для этого на отключенном аккумуляторе откручиваются все банки, прибор погружается в жидкость, и делается забор небольшого количества электролита. Определение уровня плотности производится в соответствии с показаниями на шкале тестера.
- Тестера (мультиметра). Прибор переводится в режим вольтметра, производится мониторинг параметра напряжения и полученные данные сравниваются с нормированными.
- Самодельным устройством. Способ аналогичен проверке ареометром, однако в данному случае в качестве резервуара используют стеклянную пробирку, в которую помещают какой-нибудь грузик (пшено, кусок свинца). Затем нужно будет самостоятельно произвести градуировку ареометра.
Важно знать
Если батарея необслуживаемая и на ней нет индикатора для проверки уровня и плотности, то для измерения ареометром потребуется высверлить отверстия в банках, которые после выполнения задачи необходимо запаять.
Видео: проверка плотности электролита в автомобильной батарее
Канал «videostar» в своем видео подробно рассказал о том, сколько должно быть электролита в банках аккумулятора и как проверять его плотность.
Таблица: поправка к показаниям ареометра
| Температура рабочего раствора при измерении величины плотности, °С | Поправка к показаниям ареометра, полученным в ходе проверки, г/см3 |
| от -55 до -41 | -0,05 |
| от -40 до -26 | -0,04 |
| от -25 до -11 | -0,03 |
| от -10 до +4 | -0,02 |
| от +5 до +19 | -0,01 |
| от +20 до +30 | 0,00 |
| от +31 до +45 | +0,01 |
| от +46 до +60 | +0,02 |
Таблица определения заряженности аккумулятора по плотности электролита
| Температура воздуха | Степень заряженности аккумуляторной батареи | ||
| На 100% заряжена | Заряжена на 70% | Полностью разряжена | |
| +25 градусов и выше | 1,21 — 1,23 | 1,17 — 1,19 | 1,05 — 1,07 |
| менее +25 градусов | 1,27 — 1,29 | 1,23 — 1,25 | 1,11 — 1,13 |
Таблица: плотность электролита и степень заряженности АКБ при проверке мультиметром
| Степень заряженности аккумулятора | Плотность рабочего раствора электролита, г/см3 | Напряжение аккумуляторной батареи, В |
| 100% | 1,28 | 12,7 |
| 80% | 1,245 | 12,5 |
| 60% | 1,21 | 12,3 |
| 40% | 1,175 | 12,1 |
| 20% | 1,14 | 11,9 |
| 0% | 1,1 | 11,7 |
Как скорректировать плотность электролита в аккумуляторе?
Полезно знать
Стабилизация плотности электролита производится с помощью добавления раствора рабочей жидкости и зарядки. Однако, чтобы поднять данный параметр, недостаточно просто долить дистиллированную воду в банки и тем самым увеличить или уменьшить плотность.
Таблица: корректировка плотности электролита
| Плотность электролита в батарее, г/см3 | Уровень плотности по стандарту, г/см3 | ||||||||
| 1,24 | 1,25 | 1,26 | |||||||
| Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | |
| 1,24 | — | — | — | 60 | 62 | — | 120 | 125 | — |
| 1,25 | 44 | — | 45 | — | — | — | 65 | 70 | — |
| 1,26 | 85 | — | 88 | 39 | — | 40 | — | — | — |
| 1,27 | 122 | — | 126 | 78 | — | 80 | 40 | — | 43 |
| 1,28 | 156 | — | 162 | 117 | — | 120 | 80 | — | 86 |
| 1,29 | 190 | — | 200 | 158 | — | 162 | 123 | — | 127 |
| 1,30 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Плотность электролита в батарее, г/см3 | Уровень плотности по стандарту, г/см3 | ||||||||
| Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | Отсос рабочей жидкости | Добавление раствора 1,40 г/см3 | Добавление дистиллята | |
| 1,24 | 173 | 175 | — | 252 | 256 | — | — | — | — |
| 1,25 | 118 | 120 | — | 215 | 220 | — | — | — | — |
| 1,26 | 65 | 66 | — | 177 | 180 | — | 290 | 294 | — |
| 1,27 | — | — | — | 122 | 126 | — | 246 | 250 | — |
| 1,28 | 40 | — | 43 | 63 | 65 | — | 198 | 202 | — |
| 1,29 | 75 | — | 78 | — | — | — | 143 | 146 | — |
| 1,30 | 109 | — | 113 | 36 | — | 38 | 79 | 81 | — |
Видео: руководство по увеличению параметра плотности в АКБ
Канал «Denis МЕХАНИК» в своем видео подробно рассказал о том, как повысить плотность электролита в аккумуляторной батарее автомобиля.
Литий-ионные батареи в разобранном виде: почему они ужасны на морозе
Первый вывод состоит в том, что практически все компании, предлагающие автомобили с батарейным питанием в настоящее время, сильно отстают в технологиях, и не так много людей, похоже, хотят говорить об этом.По сути, наступление эры электромобилей уже наступило, и, несмотря на массовый рост продаж электромобилей, мы все еще используем аккумуляторные технологии, мало чем отличающиеся от той, которую открыл Алессандро Вольта около 220 лет назад.
Как и homo sapiens, современная батарея может работать на 100 процентов своей емкости при умеренных температурах, в основном около 20 градусов по Цельсию (68 по Фаренгейту).Между прочим, люди, используемые в качестве батарей во вселенной Матрицы, были не просто сюжетной уловкой, на самом деле за этим стоит некоторая наука.
Если температура окружающей среды батареи, которая работает максимально эффективно при 20 градусах Цельсия, повышается до 30 градусов, ее эффективность работы снижается примерно на 20 процентов. Если он постоянно заряжается и перезаряжается при 45 градусах Цельсия (113 F), потеря производительности может возрасти до колоссальных 50 процентов. Однако имейте в виду, что эти цифры не обязательно означают потерянный запас хода электромобиля.
При этом автомобили с батарейным питанием не существуют в пустоте, и на их температуру может влиять широкий спектр внешних и даже внутренних факторов, поэтому некоторые, но не все современные автопроизводители имеют интегрированные системы управления температурой. на своих электромобилях. Несмотря на то, что эти системы потребляют изрядную долю энергии, эти системы помогают регулировать температуру аккумуляторов, чтобы одновременно оптимизировать их долгосрочную емкость и краткосрочную производительность.
К сожалению, даже этих систем управления недостаточно, когда внешняя температура резко падает, поэтому аккумуляторы, которые в суровые зимы становятся слишком частыми, почти как неотъемлемая черта всех современных электромобилей и любых других устройств с батарейным питанием.
Что ж, литий-ионные аккумуляторы, которые составляют сегодня большинство источников питания электромобилей в дороге, тоже не очень любят работать при экстремальных температурах, а тем более в мороз. С другой стороны, они работают намного лучше, чем свинцово-кислотные или никель-металлгидридные аккумуляторы старой школы, но проблема все еще существует, и ни один крупный производитель автомобилей не отклонился от предложения почти такого же типа несовершенной технологии. После этой разорвавшейся бомбы нам, вероятно, следует погрузиться в технические детали. Магическая химия за кулисами
Выбранные в больших масштабах в основном потому, что их плотность энергии примерно в два с половиной раза превышает химический состав конкурирующих аккумуляторов, современные литий-ионные аккумуляторы могут предлагать около 150 Втч на килограмм веса. Это означает, что они могут быть меньше и легче конкурирующих продуктов, что является одной из их основных положительных особенностей.
Обычно они содержат графитовый анод, катод из оксида лития-кобальта, который может быть заменен никелем или марганцем, и жидкий карбонатный электролит с растворенной литиевой солью.
Когда батарея разряжается, ионы лития перемещаются от графитового анода к катоду в так называемом процессе интеркаляции, который включает в себя движение электронов в том же направлении с использованием внешней цепи. В процессе обратной зарядки ионы лития от катода диффундируют обратно к графитовому аноду в сопровождении тех же электронов, использующих внешнюю цепь.
Короче говоря, это электрохимическая реакция, для которой необходимо, чтобы ряд переменных оставался постоянным, чтобы быть эффективной все время, в противном случае она может замедлиться, прекратить или даже вызвать постоянное короткое замыкание в некоторых элементах батареи.
При низких температурах производительность значительно падает, потому что химическая реакция просто замедляется, но только когда дело доходит до разрядки аккумулятора. Литий-ионные аккумуляторы могут питать электромобиль при температуре — 40 градусов по Цельсию (- 40 по Фаренгейту), хотя и с меньшей скоростью разряда, и только в том случае, если они оснащены системами терморегулирования, но вы просто не сможете их зарядить. при таких температурах, потому что они просто слишком сильно замедляются. От 0 до 200 В за 220 лет
От 0 до 220 вольт за 220 лет — это довольно плохой показатель ускорения, что является одной из причин, по которой Porsche стал первым автопроизводителем, построившим электромобиль на базе 800-вольтовой архитектуры. Более высокое напряжение, по сути, означает более тонкую проводку, что приводит к более стабильной работе, сокращению времени зарядки, меньшему весу и меньшему пространству, занимаемому внутри автомобиля.
Тем не менее, Taycan также застрял на литий-ионной батарее, которая скоро станет архаичной, но Porsche входит в число множества автопроизводителей, которые постоянно ищут улучшения. Среди наиболее многообещающих связаны с использованием аккумуляторных электролитов, содержащих ионные жидкости, которые по существу представляют собой просто соли, плавящиеся при низких и умеренных температурах. В отличие от других электролитов, они негорючие и обладают термической стабильностью при гораздо более высоких температурах.
Другие области альтернативных исследований аккумуляторов включают литий-воздушные конструкции, в которых в качестве окислителя используется кислород из атмосферы, что делает их намного легче, чем нынешние литий-ионные аккумуляторы.Кроме того, их удельная энергия сопоставима с удельной энергией бензина, что делает их идеальными для наших будущих электромобилей.
Литий-серные аккумуляторы с еще более высокой удельной выходной мощностью, вероятно, являются лучшим выбором для действительно революционных аккумуляторов будущего, но их разработка все еще находится на очень ранней стадии. До этого времени мы все застряли на технологии 30-летней давности, которая была обновлена в основном с точки зрения затрат, а не характеристик в холодную погоду.
Температурный эффект и тепловое воздействие в литий-ионных аккумуляторах: обзор
Abstract
Литий-ионные аккумуляторы с высокой плотностью энергии (до 705 Вт / л) и удельной мощностью (до 10 000 Вт / л) демонстрируют высокая производительность и отличные рабочие характеристики.Литий-ионные батареи, являющиеся перезаряжаемыми батареями, служат источниками энергии в различных прикладных системах. Температура, как критический фактор, существенно влияет на характеристики литий-ионных батарей, а также ограничивает применение литий-ионных батарей. Более того, разные температурные условия приводят к разным побочным эффектам. Точное измерение температуры внутри литий-ионных батарей и понимание температурных эффектов важны для правильного обращения с батареями. В этом обзоре мы обсуждаем влияние температуры на литий-ионные батареи как при низких, так и при высоких температурах.В обзоре также обсуждаются современные подходы к мониторингу внутренней температуры литий-ионных аккумуляторов с помощью как контактных, так и бесконтактных процессов.
Графический реферат
Литий-ионные батареи (LIB) с высокой плотностью энергии и удельной мощностью демонстрируют хорошие характеристики во многих различных областях. Однако производительность LIB все еще ограничивается влиянием температуры. Приемлемый температурный диапазон для LIB обычно составляет от -20 ° C до 60 ° C. Как низкие, так и высокие температуры, которые находятся за пределами этого региона, приведут к ухудшению рабочих характеристик и необратимым повреждениям, таким как покрытие литием и тепловой разгон.Следовательно, понимание влияния температуры и точное измерение температуры внутри литий-ионных батарей важно для правильного обращения с ними. Современные достижения в мониторинге температуры внутри LIB можно разделить на контактное и бесконтактное измерение. В этом обзоре дается обзор последних достижений как в понимании температурных эффектов, так и в мониторинге температуры, а также обсуждаются проблемы и возможные будущие направления в достижении оптимальной производительности батарей.
- Загрузить: Загрузить изображение в высоком разрешении (200KB)
- Загрузить: Загрузить полноразмерное изображение
Ключевые слова
Литий-ионный аккумулятор
Влияние температуры
Внутренняя температура
Управление батареями
Управление температурой
Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)
Просмотреть аннотацию© 2018 Китайское общество исследования материалов. Опубликовано Elsevier B.V.
Рекомендуемые статьи
Цитирующие статьи
Холодная погода и ваши батареи.
Холодная погода все меняет.
Сейчас декабрь, и на большей части территории США нас ждут серьезные холода. Холод оказывает множество негативных эффектов на отключенное от сети электропитание и радиолюбительское оборудование. Если вы не учли холодную погоду должным образом, то ваше снаряжение подведет вас, когда оно вам больше всего понадобится. В некоторых случаях отсутствие планирования в холодную погоду может привести к дорогостоящему ущербу. Сегодня мы обсудим влияние низких температур на ваше оборудование и аккумуляторы. Если вы живете в районе, где всегда тепло, я надеюсь, вы все равно останетесь с нами и получите полезную справочную информацию.
Радиоприемник на морозе.
Большинство современных радиоприборов достаточно хорошо переносят низкие температуры. Вы можете заметить, что в холодную погоду шкалы не поворачиваются легко, а переключатели кажутся немного тяжелыми. ЖК-дисплеи также могут реагировать медленно / с задержкой, а батарейки не работают так долго, как обычно. Спецификации, касающиеся рабочей температуры окружающей среды, имеют тенденцию быть щедрыми на высоком уровне и не столь щедрыми на низком уровне. Например, Yaesu FT-818 имеет указанный рабочий диапазон 14–140 ° F (от -10 ° C до + 60 ° C).Маловероятно, что вы когда-нибудь увидите 140F, но 14F — довольно обычное явление для многих из нас.
Принося радиоприемники с холода, некоторые радиолюбители настаивают на том, чтобы их оборудование нагрелось до комнатной температуры, прежде чем включать их. Это уже не так важно, как в те времена, когда в радиоприемниках были лампы. О чем нужно беспокоиться современным ветчинам, так это о конденсации. Если на вашей радиостанции собирается конденсат, когда ее приносят с холода, дайте ей полностью высохнуть, прежде чем включать. Имейте в виду, что внутренности радиоприемника нагреваются и рассеивают воду дольше, чем внешние поверхности.Холод не убивает радио… а вода убивает!
Залитые батареи и холода.
Это помогает понять, как температура влияет на химический состав и емкость затопленных аккумуляторов. Типичная полностью заряженная залитая батарея будет иметь плотность электролита около 1,265, измеренную ареометром. Важно знать, что 1.265 предполагает стандартную базовую температуру батареи 80F (27C). Чтобы компенсировать температуру, вычтите 0,004 на каждые десять градусов ниже 80F (27C).
Например, у вас полностью заряженный аккумулятор с температурой электролита 50F (10C). Делаем математику:
1,265 (измеренная плотность электролита аккумулятора)
-0,012 (0,004 x 3, с учетом разницы между стандартизованной базовой температурой и фактической температурой)
= 1,253 (измерение плотности с поправкой на температуру)
Плотность 1,253 соответствует примерно 92% -95% для нашей «полностью заряженной» залитой батареи при температуре 50F (10C). Ссылаясь на таблицу ниже, от 50F вниз спад становится более заметным.Некоторые солнечные контроллеры имеют отдельный датчик температуры. Этот датчик подключается к клемме аккумулятора и позволяет контроллеру изменять ток или напряжение для компенсации температуры. Эти устройства работают до определенной степени, но реалии химии нельзя полностью отрицать. В холодную погоду ваш залитый аккумулятор просто теряет емкость.
Кривая температуры залитой аккумуляторной батареи. ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ROLLS BATTERY USA.
Залитые батареи и фактор замерзания.
По мере того, как плотность электролита изменяется в зависимости от цикла заряда-разряда, изменяется и его температура замерзания. Это существенно повлияет на вашу залитую батарею.
Электролит в полностью заряженной батарее замерзает около -80F (-62C). Скорее всего, вы никогда этого не увидите, но разряженная батарея замерзнет при температуре около 20F (-7C). Имейте в виду, что эти числа относятся к температуре замерзания электролита, но не обязательно к допустимым рабочим температурам. Если аккумулятор физически замерзнет, он, скорее всего, разрядится навсегда.
В холодную погоду залитые аккумуляторные батареи разряжаются дольше. Это может показаться плюсом, но помните, что вы теряете часть своей общей емкости из-за холода. Это сделка с нулевой суммой. На другом конце цикла перезарядка холодных батарей также занимает больше времени.
Примите тот факт, что чем ниже температура, тем дольше заряжаются залитые аккумуляторные батареи и тем меньше их емкость. Держите их как можно ближе к «золотому пятну» 80F (27C).
AGM, SLA и гелевые батареи.
Я объединяю в одну кучу мат из абсорбированного газа (AGM), герметичные свинцово-кислотные (SLA) и гелевые аккумуляторные батареи, потому что они являются родственниками друг друга и имеют схожие характеристики.
Тем не менее, на удивление сложно найти надежные данные о том, как эти батареи реагируют на холодную погоду. Я нашел одно исследование, которое показало, что AGM / гелевые батареи могут терять до 76% своей емкости при -4F (-20C). Хорошая новость заключается в том, что если батареи физически не заморожены (что случается только до -75F или -60C), они восстановят свою полную емкость, как только снова нагреются.
По большинству показателей аккумуляторы AGM / SLA / гелевые не намного лучше в холодную погоду, чем залитые версии. Многие производители рекомендуют вообще не заряжать аккумулятор, если он ниже 32F (0C). Это, конечно, огромная проблема для многих радиолюбителей вне сети. С другой стороны, небольшие AGM / SLA / гелевые батареи, обычно используемые радиолюбителями, относительно недороги. Если их нужно заменять каждый год или около того из-за злоупотреблений, это не большие финансовые затраты.
Вот несколько советов по использованию вашей AGM / SLA / гелевой батареи в холодную погоду:
- Максимально поддерживайте температуру выше 32F (0C).
- Избегайте зарядки при температуре ниже 32F (0C).
- Используйте зарядное устройство или контроллер заряда, предназначенные для аккумуляторов AGM / SLA / гелевых. Многие контроллеры солнечного заряда имеют выбираемые пользователем настройки для различных типов батарей.
Литиевые батареи.
Как и в случае с другими, есть хорошие и плохие новости относительно литиевых батарей в холодную погоду.
Хорошая новость заключается в том, что они не демонстрируют потери мощности из-за холода, как другие типы.При 32F (0C) литиевая батарея обычно разряжает около 17% своего заряда. При -4F (-20C) типичная литиевая батарея будет иметь 70% своей емкости. В этом отношении литиевые батареи явно превосходят другие типы батарей вплоть до 0F (-17C). Эти факторы, а также превосходная плотность энергии делают литиевые батареи фаворитом многих радиолюбителей.
ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ SMARTBATTERY
Плохая новость в том, что литиевые батареи очень легко повредить, если они заряжаются при температуре ниже 32F (0C).В процессе зарядки может возникнуть явление, известное как покрытие литием . Холод заставляет литий накапливаться на поверхности графитового анода, а не поглощаться им. Как только это произойдет, это необратимо. Аккумулятор можно полностью вывести из строя, если зарядить его холодной даже один раз.
Решения для зарядки лития на морозе.
Что ты умеешь? Одна из возможностей — резко снизить зарядный ток. Хотя в теории это звучит просто, на практике это сложно.Если ваша электроника на батарее не может связываться с зарядным устройством и давать ему команду на снижение тока в зависимости от температуры, это нереалистичное решение. Тем не менее, технология существует для тех, кто хочет пойти по этому пути. Даже в этом случае у вас будет более длительное время зарядки.
Менее сложный вариант — нагреть аккумулятор до температуры выше 32F (0C) перед зарядкой. Согрейте аккумулятор в машине, кемпере, палатке или даже собственным теплом, если он достаточно мал, чтобы носить его в кармане.
По собственному опыту я обнаружил, что довольно легко предохранить литиевые батареи от слишком низких температур для зарядки.Я живу в районе Верхнего Среднего Запада / Великих озер США, и поверьте мне, у нас есть много возможностей проверить пределы возможностей нашего снаряжения в холодную погоду! Хотя температурные ограничения для литиевых батарей кажутся очень обременительными, при некоторой предусмотрительности это не проблема.
То, что мы узнали сегодня.
- Радиооборудование обычно выдерживает низкие температуры до тех пор, пока оно остается сухим.
- Холодная погода отрицательно сказывается на работе всех аккумуляторов.
- Плотность электролита в залитых батареях имеет коэффициент температурной компенсации -0.004 на каждые десять градусов ниже 80F (62C).
- Температура замерзания электролита зависит от степени заряда.
- Никогда не допускайте физического замерзания залитых аккумуляторных батарей. Аккумуляторы
- AGM / SLA / гелевые имеют такую же потерю емкости при низких температурах, как и заливные батареи.
- Замерзание не вызывает долговременного повреждения AGM / SLA / гелевых аккумуляторов.
- Холодные температуры не так сильно влияют на литиевые батареи, как другие типы батарей.
- Зарядка литиевой батареи при температуре ниже 32F (0C) может привести к ее необратимому повреждению.
- Литиевое покрытие — это состояние, при котором литий связывается с поверхностью графитового анода.
Ресурсы.
Этот очень красивый одностраничный список от Canada Battery предлагает несколько отличных советов по использованию батарей AGM.
НАСА выпустило очень интересный и подробный PDF-файл о литиевом покрытии. Этому документу девять лет, и с тех пор появились новые разработки, но представленные основные концепции все еще остаются в силе.
Вот некоторые предыдущие статьи Off Grid Ham , которые предоставляют дополнительную информацию:
Литиевые батареи
Аккумуляторы AGM
Уход и обслуживание залитых аккумуляторных батарей.
Сколько батареи вам действительно нужно?
Как это:
Нравится Загрузка …
Преимущества и ограничения литий-ионной батареи
В течение многих лет никель-кадмиевый аккумулятор был единственным подходящим аккумулятором для портативного оборудования от беспроводной связи до мобильных компьютеров. В начале 1990-х появились металлогидридные никель-металлогидридные и литий-ионные продукты, которые боролись лицом к лицу за признание потребителей. Сегодня литий-ионные аккумуляторы — это наиболее быстро развивающаяся и многообещающая химия для аккумуляторов.
Литий-ионный аккумулятор
Пионерские работы с литиевой батареей начались в 1912 году под руководством Г. Льюиса, но только в начале 1970-х годов, когда в продажу поступили первые неперезаряжаемые литиевые батареи. литий — самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает наибольшую удельную энергию для веса.
Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи потерпели неудачу из-за проблем с безопасностью.Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переключились на неметаллическую литиевую батарею, использующую ионы лития. Хотя литий-ионный аккумулятор немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, он безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.
Плотность энергии литий-иона обычно вдвое больше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава.Есть потенциал для более высоких плотностей энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хорошие и с точки зрения разряда ведут себя так же, как никель-кадмиевые. Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные батареи только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных 1,2-вольтовых элемента.
Литий-ионная батарея не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химикатов. Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется никаких плановых циклов.Кроме того, саморазряд меньше половины по сравнению с никель-кадмиевым, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива. литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.
Несмотря на свои общие преимущества, литий-ионный имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Схема защиты, встроенная в каждую батарею, ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде.Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве блоков ограничен от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность образования металлического лития из-за перезарядки практически исключается.
Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет.Батарея часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно верно для никель-металлогидрида при воздействии высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные блоки служат в некоторых случаях в течение пяти лет.
Производители постоянно совершенствуют литий-ионные. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того. При таком быстром прогрессе сложно оценить, насколько долго обновленная батарея устареет.
Хранение в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических веществ). Производители рекомендуют хранить при температуре 15 ° C (59 ° F). Кроме того, при хранении аккумулятор должен быть частично заряжен. Производитель рекомендует заряд 40%.
Самый экономичный литий-ионный аккумулятор с точки зрения удельной стоимости — это цилиндрический 18650 (размер 18 мм x 65,2 мм). Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих ультратонкой геометрии.Если требуется тонкий корпус, лучшим выбором будет призматический литий-ионный элемент. Эти клетки имеют более высокую стоимость с точки зрения накопленной энергии.
Преимущества
- Высокая плотность энергии — потенциал для еще более высоких мощностей.
- В новом состоянии не требует длительного грунтования. Достаточно одной регулярной зарядки.
- Относительно низкий саморазряд — саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых аккумуляторов.
- Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти.
- Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.
Ограничения
- Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
- Подвержены старению, даже если они не используются — хранение в прохладном месте при 40% -ном заряде снижает эффект старения.
- Ограничения на транспортировку — отгрузка больших объемов может подлежать регулирующему контролю.Это ограничение не распространяется на ручные аккумуляторные батареи.
- Дороговизна в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевые.
- Не до конца зрелые — металлы и химия постоянно меняются.
Литий-полимерный аккумулятор
Литий-полимерный отличается от обычных аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной конструкции 1970-х годов используется сухой твердый полимерный электролит.Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.Конструкция из сухого полимера упрощает изготовление, надежность, безопасность и геометрию тонкого профиля. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.
К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость. Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить всплески тока, необходимые для питания современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагревание ячейки до 60 ° C (140 ° F) и выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных приложений.
Для компромисса было добавлено немного гелеобразного электролита. В коммерческих элементах используется мембрана сепаратор / электролит, изготовленная из того же традиционного пористого полиэтилена или полипропиленового сепаратора, заполненного полимером, который загустевает при заполнении жидким электролитом.Таким образом, коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.
Литий-ионный полимер не прижился так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Его превосходство над другими системами и низкие производственные затраты не были реализованы. Никаких улучшений в увеличении емкости не достигается — фактически, емкость немного меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. Литий-ионный полимер находит свою рыночную нишу в тонких пластинах, таких как батареи для кредитных карт и другие подобные приложения.
Преимущества
- Очень низкий профиль — возможны батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
- Гибкий форм-фактор — производители не ограничиваются стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер.
- Легкие гелеобразные электролиты позволяют упростить упаковку за счет отсутствия металлической оболочки.
- Повышенная безопасность — более устойчивая к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.
Ограничения
- Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионным.
- Дорого в производстве.
- Стандартных размеров нет. Большинство ячеек производится для массовых потребительских рынков.
- Более высокое соотношение стоимости и энергии, чем у литий-ионного
Ограничения по содержанию лития для авиаперевозок
Путешественники задают вопрос: «Сколько лития в батарее мне разрешено брать с собой на борт?» Мы различаем два типа батарей: литий-металлические и литий-ионные.Большинство литий-металлических батарей не подлежат перезарядке и используются в пленочных фотоаппаратах. Литий-ионные аккумуляторы служат для питания ноутбуков, сотовых телефонов и видеокамер. Оба типа батарей, включая запасные, разрешены в ручной клади, но не могут превышать следующего содержания лития:
— 2 грамма для литий-металлических или литиевых батарей
— 8 граммов для литий-ионных батарей
Литий-ионные батареи весом более 8 граммов, но не более 25 граммов могут перевозиться в ручной клади, если они имеют индивидуальную защиту от коротких замыканий и ограничены двумя запасными батареями на человека.
Как узнать содержание лития в литий-ионной батарее? С теоретической точки зрения в типичной литий-ионной батарее нет металлического лития. Однако необходимо учитывать эквивалентное содержание лития. Для литий-ионного элемента это рассчитывается как 0,3 номинальной емкости (в ампер-часах).
Пример: Литий-ионный аккумулятор емкостью 2 Ач 18650 содержит 0,6 грамма лития. На типичном аккумуляторе 60 Вт · ч для ноутбука с 8 ячейками (4 последовательно и 2 параллельно) это в сумме дает 4.8г. Максимальный аккумулятор, который вы можете взять с собой, — 96 Вт · ч, чтобы не превышать 8-граммовый предел ООН. Этот пакет может включать ячейки 2,2 Ач в структуре из 12 ячеек (4s3p). Если бы вместо этого использовалась ячейка 2,4 Ач, необходимо было бы ограничить батарею 9 ячейками (3s3p).
Ограничения на отгрузку литий-ионных аккумуляторов
- Любой, кто отправляет литий-ионные аккумуляторы оптом, несет ответственность за соблюдение правил перевозки. Это касается внутренних и международных перевозок по суше, морю и воздуху.
- Литий-ионные элементы, эквивалентное содержание лития которых превышает 1,5 грамма или 8 граммов на аккумуляторную батарею, должны транспортироваться как «прочие опасные материалы класса 9». Емкость элементов и количество элементов в упаковке определяют содержание лития.
- Исключение составляют упаковки, содержащие менее 8 граммов лития. Однако, если посылка содержит более 24 литиевых элементов или 12 литий-ионных аккумуляторных батарей, потребуются специальная маркировка и отгрузочные документы.На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи.
- Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, указанными в UN 3090, независимо от содержания лития (Руководство ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3). Эта мера предосторожности защищает от перевозки неисправных батарей.
- Элементы и батареи должны быть разделены во избежание короткого замыкания и упакованы в прочные коробки.
*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***
Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык и избегать спама и дискриминации.
Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать ваш вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.
Или перейти к другому архиву
Литий-ионные, литий-металлические и альтернативные технологии перезаряжаемых аккумуляторов: одиссея высокой плотности энергии
IEA (2017) https://www.iea.org/ (по состоянию на 12 января 2017 г.)
Nagaura T (1991) Prog Batteries Солнечные элементы 10: 218
CAS Google Scholar
Nishi Y (2001) Литий-ионные аккумуляторные батареи; последние 10 лет и будущее.J Power Sources 100 (1-2): 101–106
CAS Статья Google Scholar
Tarascon JM, Armand M (2001) Проблемы и проблемы, с которыми сталкиваются перезаряжаемые литиевые батареи. Nature 414 (6861): 359–367
CAS Статья Google Scholar
Winter M, Brodd RJ (2004) Что такое батареи, топливные элементы и суперконденсаторы? Chem Rev 104 (10): 4245–4269
CAS Статья Google Scholar
Арманд М., Тараскон Дж. М. (2008) Создание лучших батарей. Nature 451 (7179): 652–657
CAS Статья Google Scholar
Скросати Б., Гарче Дж. (2010) Литиевые батареи: состояние, перспективы и будущее. J Power Sources 195 (9): 2419–2430
CAS Статья Google Scholar
Etacheri V, Marom R, Elazari R, Salitra G, Aurbach D (2011) Проблемы разработки передовых литий-ионных аккумуляторов: обзор.Energy Environ Sci 4 (9): 3243–3262
CAS Статья Google Scholar
Scrosati B, Hassoun J, Sun Y-K (2011) Литий-ионные батареи. Взгляд в будущее. Energy Environ Sci 4 (9): 3287–3295
CAS Статья Google Scholar
Wagner R, Preschitschek N, Passerini S, Leker J, Winter M (2013) Текущие тенденции и перспективы исследований различных материалов и конструкций, используемых в литиевых батареях.J Appl Electrochem 43 (5): 481–496
CAS Статья Google Scholar
Crabtree G, Kócs E, Trahey L (2015) Граница накопления энергии: литий-ионные батареи и не только. MRS Bull 40 (12): 1067–1078
CAS Статья Google Scholar
Ларчер Д., Тараскон Дж. М. (2015) На пути к более экологичным и экологичным батареям для хранения электроэнергии.Nat Chem 7 (1): 19–29
CAS Статья Google Scholar
Шиппер Ф., Аурбах Д. (2016) Краткий обзор: прошлое, настоящее и будущее литий-ионных батарей. Russ J Electrochem 52 (12): 1095–1121
CAS Статья Google Scholar
Дэн Д. (2015) Литий-ионные аккумуляторы: основы, прогресс и проблемы. Energy Sci Eng 3 (5): 385–418
Статья Google Scholar
Blomgren GE (2017) Развитие и будущее литий-ионных батарей. J Electrochem Soc 164 (1): A5019 – A5025
CAS Статья Google Scholar
Tarascon JM (2016) Литий-ионный аккумулятор: 25 лет увлекательного и полезного опыта. Electrochem Soc Interface 25 (3): 79–83
CAS Статья Google Scholar
Безенхард Дж., Винтер М. (1998) Реакции внедрения в усовершенствованном электрохимическом накоплении энергии.Pure Appl Chem 70 (3): 603–608
CAS Статья Google Scholar
Андре Д., Ким С.Дж., Лампа П, Люкс С.Ф., Маглия Ф, Пашос О., Стиашны Б. (2015) Катодные материалы будущего поколения: перспектива автомобильной промышленности. J Mater Chem A 3: 6709–6732
CAS Статья Google Scholar
Патри Дж., Романьи А., Мартине С., Фрёлих Д. (2014) Моделирование затрат на литий-ионные аккумуляторные элементы для автомобильных приложений.Energy Sci Eng 3 (1): 71–82
Статья Google Scholar
Брюс П.Г., Фрейнбергер С.А., Хардвик Л.Дж., Тараскон Дж.М. (2012) Li-O 2 и Li-S батареи с высоким накопителем энергии. Nat Mater 11 (1): 19–29
CAS Статья Google Scholar
Capsoni D, Bini M, Ferrari S, Quartarone E, Mustarelli P (2012) Последние достижения в разработке литий-воздушных аккумуляторов.J Power Sources 220: 253–263
CAS Статья Google Scholar
Кристенсен Дж., Альбертус П., Санчес-Каррера Р.С., Ломанн Т., Козинский Б., Лидтке Р., Ахмед Дж., Кожич А. (2012) Критический обзор литиево-воздушных батарей. J Electrochem Soc 159 (2): R1 – R30
CAS Статья Google Scholar
Брессер Д., Пассерини С., Скросати Б. (2013) Недавний прогресс и остающиеся проблемы в области серных литиевых вторичных батарей — обзор.Chem Commun 49 (90): 10545–10562
CAS Статья Google Scholar
Manthiram A, Fu Y, Chung S-H, Zu C, Su Y-S (2014) Литий-серные аккумуляторные батареи. Chem Rev 114 (23): 11751–11787
CAS Статья Google Scholar
Канепа П., Сай Гаутам Дж., Ханна Д.К., Малик Р., Лю М., Галлахер К.Г., Перссон К.А., Седер Дж. (2017) Одиссея поливалентных катодных материалов: открытые вопросы и будущие задачи.Chem Rev 117 (5): 4287–4341
Besenhard JO, Winter M (2002) Достижения в аккумуляторной технологии: перезаряжаемые магниевые батареи и новые материалы отрицательных электродов для литий-ионных батарей. ChemPhysChem 3 (2): 155–159
CAS Статья Google Scholar
Ким Дж. Г., Сон Б., Мукерджи С., Шупперт Н., Бейтс А., Квон О, Чой М. Дж., Чунг Х. Ю., Парк С. (2015) Обзор литиевых и нелитиевых твердотельных батарей.J Power Sources 282: 299–322
Janek J, Zeier WG (2016) Надежное будущее для разработки аккумуляторов. Nature Energy 1: 16141
Статья Google Scholar
Нельсон П., Галлахер К., Блум И., Дис Д. (2011) Моделирование производительности и стоимости литий-ионных батарей для транспортных средств с электрическим приводом. Отделение химических наук и инженерии. Аргоннская национальная лаборатория, Аргонн, штат Иллинойс, США
Google Scholar
Thackeray MM, Wolverton C, Isaacs ED (2012) Накопитель электроэнергии для транспортировки, приближающийся к литий-ионным батареям и выходящий за их пределы. Energy Environ Sci 5 (7): 7854–7863
CAS Статья Google Scholar
Gallagher KG, Goebel S, Greszler T., Mathias M, Oelerich W., Eroglu D, Srinivasan V (2014) Количественная оценка перспективности литий-воздушных батарей для электромобилей. Energy Environ Sci 7 (5): 1555–1563
CAS Статья Google Scholar
Van Noorden R (2014) Лучшая батарея. Nature 507 (7490): 26–28
CAS Статья Google Scholar
Берг EJ, Villevieille C, Streich D, Trabesinger S, Novák P (2015) Аккумуляторные батареи: понимание ограничений химии. J Electrochem Soc 162 (14): A2468 – A2475
CAS Статья Google Scholar
Грёгер О., Гастайгер Х.А., Сухсленд Дж.П. (2015) Обзор — электромобильность: батареи или топливные элементы? J Electrochem Soc 162 (14): A2605 – A2622
Артикул CAS Google Scholar
Wood Iii DL, Li J, Daniel C (2015) Перспективы снижения стоимости обработки литий-ионных батарей. J Power Sources 275: 234–242
Статья CAS Google Scholar
Scrosati B (2011) История литиевых батарей. J Solid State Electrochem 15 (7–8): 1623–1630
CAS Статья Google Scholar
Placke T, Winter M (2015) Batterien für medizinische Anwendungen.Z Herz- Thorax- Gefäßchir 29 (2): 139–149
Статья Google Scholar
Бикер П., Winter M (2015) Был ли braucht man für eine Super-Batterie? Chem Unserer Zeit 50 (1): 26–33
Статья CAS Google Scholar
Winter M, Besenhard JO (1999) Wiederaufladbare Batterien. Часть 1: Akkumulatoren mit wäßriger Elektrolytlösung. Chem Unserer Zeit 33 (5): 252–266
CAS Статья Google Scholar
Owens BB (1986) Батареи для имплантируемых биомедицинских устройств. Plenum Press, New York
Книга Google Scholar
Rüdorff W, Hofmann U (1938) Über Graphitsalze. Z Anorg Allg Chem 238 (1): 1
Статья Google Scholar
McCullough FP, Beale AF (1989) Электрод для использования во вторичных накопителях электроэнергии — позволяет избежать любых существенных изменений размеров во время повторяющихся циклов электрического заряда и разряда.Патент США 4: 865 931
Google Scholar
McCullough FP, Levine A, Snelgrove RV (1989) Вторичная батарея. Патент США 4: 830 938
Google Scholar
McCullough FP (1996) Гибкое углеродное волокно, электрод из углеродного волокна и устройства вторичного накопления энергии. Патент США 5: 518,836
Google Scholar
McCullough FP (1996) Гибкий электрод из углеродного волокна с низким модулем упругости и высокой электропроводностью, батарея, в которой используется электрод из углеродного волокна, и способ изготовления. Патент США 5: 532,083
Google Scholar
Carlin RT, Delong HC, Fuller J, Trulove PC (1994) Двойные интеркалирующие батареи с расплавленным электролитом. J Electrochem Soc 141 (7): L73 – L76
CAS Статья Google Scholar
Carlin RT, Fuller J, Kuhn WK, Lysaght MJ, Trulove PC (1996) Электрохимия расплавленных солей хлоралюмината при комнатной температуре на графитовых и неграфитовых электродах. J Appl Electrochem 26 (11): 1147–1160
CAS Статья Google Scholar
Dahn JR, Seel JA (2000) Прогнозы энергии и емкости для практических элементов с двойным графитом. J Electrochem Soc 147 (3): 899–901
CAS Статья Google Scholar
Seel JA, Dahn JR (2000) Электрохимическое внедрение PF 6 в графит. J Electrochem Soc 147 (3): 892–898
CAS Статья Google Scholar
Placke T, Bieker P, Lux SF, Fromm O, Meyer HW, Passerini S, Winter M (2012) Двойные ионные элементы, основанные на внедрении анионов в графит из электролитов на основе ионной жидкости. Z Phys Chem 226: 391–407
CAS Статья Google Scholar
Placke T, Fromm O, Lux SF, Bieker P, Rothermel S, Meyer HW, Passerini S, Winter M (2012) Обратимая интеркаляция анионов бис (трифторметансульфонил) имида из ионного жидкого электролита в графит для высокоэффективных двухионных ячеек . J Electrochem Soc 159 (11): A1755 – A1765
CAS Статья Google Scholar
Rothermel S, Meister P, Schmuelling G, Fromm O, Meyer HW, Nowak S, Winter M, Placke T. (2014) Двойные графитовые ячейки на основе обратимого интеркалирования анионов бис (трифторметансульфонил) имида из ионно-жидкий электролит.Energy Environ Sci 7 (10): 3412–3423
CAS Статья Google Scholar
Рид Дж.А., Кресче А.В., Эрвин М.Х., Сюй К. (2014) Химия двойного графита, обеспечиваемая высоковольтным электролитом. Energy Environ Sci 7 (2): 617–620
CAS Статья Google Scholar
Zhang X, Tang Y, Zhang F, Lee C-S (2016) Новая двухионная батарея из алюминия и графита. Adv Energy Mater 6 (11): 1502588–1502593
Статья CAS Google Scholar
Tong X, Zhang F, Ji B, Sheng M, Tang Y (2016) Пористый анод из алюминиевой фольги с углеродным покрытием для высокоскоростной, долговременной циклической стабильности и двухионных батарей с высокой плотностью энергии. Adv Mater 28 (45): 9979–9985
CAS Статья Google Scholar
Miyoshi S, Nagano H, Fukuda T, Kurihara T, Watanabe M, Ida S, Ishihara T (2016) Двухуглеродный аккумулятор с высокой концентрацией LiPF 6 в диметилкарбонатном (DMC) электролите.J Electrochem Soc 163 (7): A1206 – A1213
CAS Статья Google Scholar
Meister P, Siozios V, Reiter J, Klamor S, Rothermel S, Fromm O, Meyer HW, Winter M, Placke T (2014) Двойные ионные ячейки, основанные на электрохимической интеркаляции асимметричного фторсульфонил- (трифторметансульфонил) ) имидные анионы в графит. Electrochim Acta 130 (0): 625–633
Onagi N, Hibino E, Okada S, Ishihara T (2014) Батарея с неводным электролитом.US20140186696 A1
Winter M, Besenhard JO (1999) Wiederaufladbare Batterien. Часть 2: Akkumulatoren mit nichtwäßriger Elektrolytlösung. Chem Unserer Zeit 33 (6): 320–332
CAS Статья Google Scholar
Пелед Э. (1979) Электрохимическое поведение щелочных и щелочно-земельных металлов в неводных аккумуляторных системах — межфазная модель твердого электролита. J Electrochem Soc 126 (12): 2047–2051
CAS Статья Google Scholar
Besenhard JO, Winter M, Yang J, Biberacher W (1995) Механизм пленок литий-углеродных анодов в органических и неорганических электролитах. J Power Sources 54 (2): 228–231
CAS Статья Google Scholar
Пелед Э., Голодницкий Д., Ардел Г. (1997) Усовершенствованная модель межфазных электродов из твердого электролита в жидких и полимерных электролитах. J Electrochem Soc 144 (8): L208 – L210
CAS Статья Google Scholar
Winter M, Appel WK, Evers B, Hodal T, Moller KC, Schneider I, Wachtler M, Wagner MR, Wrodnigg GH, Besenhard JO (2001) Исследования на границе раздела анод / электролит в литий-ионных батареях. Chem Mon 132 (4): 473–486
CAS Статья Google Scholar
Эдстрем К., Херстедт М., Абрахам Д.П. (2006) Новый взгляд на межфазную поверхность твердого электролита на графитовых анодах в литий-ионных батареях. J Power Sources 153 (2): 380–384
Статья CAS Google Scholar
Winter M (2009) Межфазный твердый электролит — наиболее важный и наименее изученный твердый электролит в литиевых аккумуляторных батареях. Z Phys Chem 223 (10–11): 1395–1406
CAS Статья Google Scholar
Verma P, Maire P, Novak P (2010) Обзор характеристик и анализ межфазной границы твердого электролита в литий-ионных батареях. Electrochim Acta 55 (22): 6332–6341
CAS Статья Google Scholar
An SJ, Li J, Daniel C, Mohanty D, Nagpure S, Wood III DL (2016) Состояние понимания межфазной границы твердого электролита (SEI) литий-ионной батареи и графита и ее связи с циклическим изменением формации. Углерод 105: 52–76
CAS Статья Google Scholar
Schranzhofer H, Bugajski J, Santner H, Korepp C, Möller K-C, Besenhard J, Winter M, Sitte W. (2006) Исследование методом электрохимической импедансной спектроскопии образования SEI на графитовых и металлических электродах.J Power Sources 153 (2): 391–395
CAS Статья Google Scholar
Root MJ (2013) Батареи для медицинских устройств. В: Бродд Р.Дж. (ред.) Батареи для устойчивого развития — избранные статьи из Энциклопедии науки и технологий в области устойчивого развития. Springer, New York,
Eichinger G, Semrau G (1990) Lithiumbatterien I. Chemische Grundlagen. Chem Unserer Zeit 24 (1): 32–36
CAS Статья Google Scholar
Eichinger G, Semrau G (1990) Lithiumbatterien II. Entladereaktionen und komplette Zellen. Chem Unserer Zeit 24 (2): 90–96
CAS Статья Google Scholar
Брандт К. (1994) Историческое развитие вторичных литиевых батарей. Ионика твердого тела 69 (3–4): 173–183
CAS Статья Google Scholar
Watanabe K, Fukuda M (1970) Первичный элемент для электрических батарей.Патент США № 3: 536,532
. Google Scholar
Schneider AA, Moser JR (1972) Таким образом, первичные элементы и йодсодержащие катоды. Патент США 3: 674,562
Google Scholar
Julien C, Mauger A, Vijh A, Zaghib K (2016) Литиевые батареи. Наука и технологии, Springer International Publishing, Швейцария
Reddy TB (2010) Справочник Линдена по батареям, 4-е издание.McGraw-Hill Education, Нью-Йорк
Whittingham MS (1976) Накопление электрической энергии и химия интеркаляции. Наука 192 (4244): 1126–1127
CAS Статья Google Scholar
Whittingham MS (1978) Химия интеркаляционных соединений — металлических гостей в халькогенидных хозяевах. Prog Solid State Chem 12 (1): 41–99
CAS Статья Google Scholar
Whittingham MS (2004) Литиевые батареи и катодные материалы. Chem Rev 104 (10): 4271–4301
CAS Статья Google Scholar
Перейра Н., Аматуччи Г.Г., Уиттингем М.С., Хэмлен Р. (2015) Характеристики перезаряжаемых элементов на основе дисульфида лития и титана после 35 лет хранения. J Power Sources 280: 18–22
CAS Статья Google Scholar
Фушар Д., Тейлор Дж. Б. (1987) Перезаряжаемая литиевая система Molicel — аспекты, связанные с несколькими ячейками.J Power Sources 21 (3-4): 195–205
CAS Статья Google Scholar
Брандт К., Ламан Ф.К. (1989) Воспроизводимость и надежность перезаряжаемых литий-молибден-дисульфидных батарей. J Power Sources 25 (4): 265–276
CAS Статья Google Scholar
Робиллард С. (2005) Протокол общего собрания энергетического общества IEEE. Сан-Франциско, Калифорния, 12–16 июня: 1223–1227
Google Scholar
Dan P, Mengeritsky E, Aurbach D, Weissman I, Zinigrad E (1997) Более подробная информация о новой технологии перезаряжаемых аккумуляторов LiMnO 2 , разработанной в Tadiran. J Power Sources 68 (2): 443–447
CAS Статья Google Scholar
Mengeritsky E, Dan P, Weissman I, Zaban A, Aurbach D (1996) Безопасность и характеристики аккумуляторных батарей Tadiran TLR-7103. J Electrochem Soc 143 (7): 2110–2116
CAS Статья Google Scholar
Фушар Д., Лехнер Л. (1993) Анализ безопасности и надежности вторичных литиевых батарей. Electrochim Acta 38 (9): 1193–1198
CAS Статья Google Scholar
Winter M, Besenhard JO, Spahr ME, Novak P (1998) Материалы вставных электродов для перезаряжаемых литиевых батарей. Adv Mater 10 (10): 725–763
CAS Статья Google Scholar
Heine J, Hilbig P, Qi X, Niehoff P, Winter M, Bieker P (2015) Фторэтиленкарбонат в качестве добавки к электролиту в электролитах на основе диметилового эфира тетраэтиленгликоля для применения в литий-ионных и литий-металлических батареях. J Electrochem Soc 162 (6): A1094 – A1101
CAS Статья Google Scholar
Lazzari M, Scrosati B (1980) Циклическая ячейка с литиево-органическим электролитом на основе 2-х вставочных электродов. J Electrochem Soc 127 (3): 773–774
CAS Статья Google Scholar
Scrosati B (1992) Литиевые батареи для кресел-качалок — старая концепция. J Electrochem Soc 139 (10): 2776–2781
CAS Статья Google Scholar
Мидзусима К., Джонс П.С., Вайзман П.Дж., Гуденаф Дж. Б. (1980) Li x CoO 2 — новый катодный материал для батарей с высокой плотностью энергии. Mater Res Bull 15 (6): 783–789
CAS Статья Google Scholar
Winter M, Besenhard JO (1999) Литированный уголь. В: Besenhard JO (ed) Handbook of Battery Materials. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, pp 383–418
Winter M, Möller K-C, Besenhard JO (2003) Углеродистые и графитовые аноды. В: Nazri G-A, Pistoia G (eds) Литиевые батареи: наука и технологии. Springer US, Boston, pp. 145–194
Google Scholar
Juza R, Wehle V (1965) Lithium-Graphit-Einlagerungsverbindungen.Naturwissenschaften 52 (20): 560
CAS Статья Google Scholar
Багуин М., Герард Д., Герольд А. (1966) Действие испарения лития на графите. Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences Serie C 262 (7): 557
CAS Google Scholar
Guerard D, Herold A (1972) Новый метод получения соединений лития с введением в графит.Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De L Academie Des Sciences Serie C 275 (11): 571
CAS Google Scholar
Герард Д., Герольд А. (1975) Интеркаляция лития в графит и другие углеродные атомы. Углерод 13 (4): 337–345
CAS Статья Google Scholar
Дей А.Н., Салливан Б.П. (1970) Электрохимическое разложение пропиленкарбоната на графите.J Electrochem Soc 117 (2): 222
CAS Статья Google Scholar
Аракава М., Ямаки Дж. И. (1987) Катодное разложение пропиленкарбоната в литиевых батареях. J Electroanal Chem 219 (1-2): 273-280
CAS Статья Google Scholar
Фонг Р., фон Сакен Ю., Дан Дж. Р. (1990) Исследования интеркаляции лития в углерод с использованием неводных электрохимических ячеек.J Electrochem Soc 137 (7): 2009–2013
CAS Статья Google Scholar
Besenhard JO (1976) Электрохимическое получение и свойства ионных соединений щелочного металла и NR 4 -графита интеркаляции в органических электролитах. Углерод 14 (2): 111–115
CAS Статья Google Scholar
Gallus DR, Wagner R, Wiemers-Meyer S, Winter M, Cekic-Laskovic I (2015) Новое понимание взаимосвязи структуры и свойств компонентов высоковольтного электролита для литий-ионных батарей с использованием значения pKa .Electrochim Acta 184: 410–416
CAS Статья Google Scholar
Wagner R, Streipert B, Kraft V, Reyes Jiménez A, Röser S, Kasnatscheew J, Gallus DR, Börner M, Mayer C, Arlinghaus HF (2016) Противопонимающая роль солей магния как эффективных добавок к электролитам напряжение литий-ионных аккумуляторов. Интерфейсы Adv Mater 3 (15)
Wagner R, Korth M, Streipert B, Kasnatscheew J, Gallus DR, Brox S, Amereller M, Cekic-Laskovic I, Winter M (2016) Влияние выбранных продуктов гидролиза LiPF6 о стабильности высокого напряжения литий-ионных аккумуляторных элементов.Интерфейсы ACS Appl Mater 8 (45): 30871–30878
CAS Статья Google Scholar
Язами Р., Тузайн П. (1983) Обратимый графит-литиевый отрицательный электрод для электрохимических генераторов. J Power Sources 9 (3): 365–371
CAS Статья Google Scholar
Basu S (1981) Аккумулятор. Bell Telephone Laboratories, Патент США 4: 304 825
Google Scholar
Murmann P, Streipert B, Kloepsch R, Ignatiev N, Sartori P, Winter M, Cekic-Laskovic I (2015) Литий-цикло-дифторметан-1,1-бис (сульфонил) имид в качестве стабилизирующей добавки к электролиту для повышения высокого напряжения применения в литий-ионных батареях. Phys Chem Chem Phys 17 (14): 9352–9358
CAS Статья Google Scholar
Ozawa K (1994) Литий-ионные аккумуляторные батареи с LiCoO 2 и угольными электродами — система LiCoO 2 / C.Ионика твердого тела 69 (3–4): 212–221
CAS Статья Google Scholar
Megahed S, Scrosati B (1994) Литий-ионные аккумуляторные батареи. J Power Sources 51 (1-2): 79-104
CAS Статья Google Scholar
Бикер П., Winter M (2016) Lithium-Ionen-Technologie und was danach kommen könnte. Chem Unserer Zeit 50 (3): 172–186
CAS Статья Google Scholar
Krämer E, Schedlbauer T, Hoffmann B, Terborg L, Nowak S, Gores HJ, Passerini S, Winter M (2013) Механизм анодного растворения алюминиевого токоприемника в 1 M LiTFSI EC: DEC 3: 7 в перезаряжаемых литиевых батареях . J Electrochem Soc 160 (2): A356 – A360
Артикул CAS Google Scholar
Krämer E, Passerini S, Winter M (2012) Зависимость коррозии алюминиевого коллектора литий-ионных батарей от растворителя электролита.ECS Electrochem Lett 1 (5): C9 – C11
Артикул CAS Google Scholar
Heckmann A, Krott M, Streipert B, Uhlenbruck S, Winter M, Placke T (2017) Подавление растворения алюминиевого токоприемника с помощью защитных керамических покрытий для улучшения характеристик высоковольтной батареи. ChemPhysChem 18 (1): 156–163
CAS Статья Google Scholar
Böttcher T, Duda B, Kalinovich N, Kazakova O, Ponomarenko M, Vlasov K, Winter M, Röschenthaler GV (2014) Синтезы новых делокализованных катионов и фторированных анионов, новые фторированные растворители и добавки для литий-ионных батарей .Prog Solid State Chem 42 (4): 202–217
Статья CAS Google Scholar
Schmitz RW, Murmann P, Schmitz R, Müller R, Krämer L, Kasnatscheew J, Isken P, Niehoff P, Nowak S, Röschenthaler GV (2014) Исследования новых электролитов, растворителей и присадок SEI для использования в литий-ионные батареи: систематическая электрохимическая характеристика и детальный анализ спектроскопическими методами. Prog Solid State Chem 42 (4): 65–84
CAS Статья Google Scholar
Amereller M, Schedlbauer T, Moosbauer D, Schreiner C, Stock C, Wudy F, Zugmann S, Hammer H, Maurer A, Gschwind R (2014) Электролиты для литиевых и литий-ионных батарей: из синтеза новых боратов лития и ионных жидкостей разработке новых методов измерения. Prog Solid State Chem 42 (4): 39–56
CAS Google Scholar
Nishi Y (2001) Разработка литий-ионных аккумуляторных батарей. Chem Rec 1 (5): 406–413
CAS Статья Google Scholar
Бруссели М., Арчдейл Г. (2004) Литий-ионные батареи и перспективы портативных источников питания на следующие 5–10 лет. J Power Sources 136 (2): 386–394
CAS Статья Google Scholar
Pillot C (2017) Рынок аккумуляторов и основные тенденции 2016–2025 гг. Доклад на конференции Advanced Automotive Battery Conference (AABC) Europe, Mainz
Whittingham MS (2014) Окончательные пределы реакций интеркаляции для литиевых аккумуляторов.Chem Rev 114 (23): 11414–11443
CAS Статья Google Scholar
Shao YY, Ding F, Xiao J, Zhang J, Xu W, Park S, Zhang JG, Wang Y, Liu J (2013) Создание перезаряжаемых литий-воздушных батарей: материальные проблемы. Adv Funct Mater 23 (8): 987–1004
CAS Статья Google Scholar
Чжан С.С. (2013) Литий-серная батарея с жидким электролитом: фундаментальная химия, проблемы и решения.J Power Sources 231: 153–162
CAS Статья Google Scholar
Чен Л., Шоу Л.Л. (2014) Последние достижения в области литий-серных батарей. J Power Sources 267: 770–783
CAS Статья Google Scholar
Grande L, Paillard E, Hassoun J, Park J-B, Lee Y-J, Sun Y-K, Passerini S, Scrosati B (2014) Литиево-воздушная батарея: все еще развивающаяся система или практическая реальность? Adv Mater 27 (5): 784-800
Ogasawara T, Débart A, Holzapfel M, Novák P, Bruce PG (2006) Аккумуляторный Li 2 O 2 электрод для литиевых батарей. J Am Chem Soc 128 (4): 1390–1393
CAS Статья Google Scholar
Hagen M, Hanselmann D, Ahlbrecht K, Maça R, Gerber D, Tübke J (2015) Литий-серные элементы: разрыв между современным уровнем развития и требованиями к аккумуляторным элементам с высокой энергией . Adv Energy Mater 5 (16): 1401986
Артикул CAS Google Scholar
Blurton KF, Sammells AF (1979) Металлические / воздушные батареи: их состояние и потенциал — обзор. J Power Sources 4 (4): 263–279
CAS Статья Google Scholar
Abraham KM, Jiang Z (1996) Кислородные батареи на основе твердого полимерного электролита. Патент США 5: 510,209
. Google Scholar
Abraham KM, Jiang Z (1996) Перезаряжаемая литий-кислородная батарея на основе полимерного электролита.J Electrochem Soc 143 (1): 1–5
CAS Статья Google Scholar
Choi JW, Aurbach D (2016) Перспективы и реальность постлитий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Материалы Nature Reviews 1: 16013
CAS Статья Google Scholar
Данута Х., Юлиуш У. (1962) Сухие электрические элементы и аккумуляторные батареи. Патент США 3: 043,896
. Google Scholar
Rao MLB (1966) Элементы с органическими электролитами. Патент США 3413154 A
Rauh RD, Abraham KM, Pearson GF, Surprenant JK, Brummer SB (1979) Литиевая батарея / батарея растворенной серы с органическим электролитом. J Electrochem Soc 126 (4): 523–527
CAS Статья Google Scholar
Джи Х, Ли К. Т., Назар Л. Ф. (2009) Высокоупорядоченный наноструктурированный углерод-серный катод для литий-серных батарей. Nat Mater 8 (6): 500–506
CAS Статья Google Scholar
Аурбах Д., Поллак Э., Элазари Р., Салитра Г., Келли С.С., Аффинито Дж. (2009) О поверхностных химических аспектах перезаряжаемых литий-серных батарей с очень высокой плотностью энергии. J Electrochem Soc 156 (8): A694 – A702
CAS Статья Google Scholar
Yin Y-X, Xin S, Guo Y-G, Wan L-J (2013) Литий-серные батареи: электрохимия, материалы и перспективы. Angew Chem Int Ed 52 (50): 13186–13200
CAS Статья Google Scholar
SionPower http://www.sionpower.com (по состоянию на 20 января 2017 г.)
Ябуучи Н., Кубота К., Дахби М., Комаба С. (2014) Разработка исследований натриево-ионных аккумуляторов. Chem Rev 114 (23): 11636–11682
CAS Статья Google Scholar
Klein F, Jache B, Bhide A, Adelhelm P (2013) Реакции конверсии для натрий-ионных батарей. Phys Chem Chem Phys 15 (38): 15876–15887
CAS Статья Google Scholar
Эллис Б.Л., Назар Л.Ф. (2012) Натриевые и натриево-ионные аккумуляторные батареи. Curr Opin Solid State Mat Sci 16 (4): 168–177
CAS Статья Google Scholar
Bachman JC, Muy S, Grimaud A, Chang HH, Pour N, Lux SF, Paschos O, Maglia F, Lupart S, Lamp P, Giordano L, Shao-Horn Y (2016) Неорганическое твердое тело электролиты для литиевых батарей: механизмы и свойства ионной проводимости. Chem Rev 116 (1): 140–162
CAS Статья Google Scholar
Hu Y-S (2016) Батареи: становятся твердыми. Nature Energy 1: 16042
CAS Статья Google Scholar
Weber AZ, Mench MM, Meyers JP, Ross PN, Gostick JT, Liu QH (2011) Проточные окислительно-восстановительные батареи: обзор. J Appl Electrochem 41 (10): 1137–1164
CAS Статья Google Scholar
Aurbach D, Weissman I, Gofer Y, Levi E (2003) Электрохимия неводного магния и ее применение во вторичных батареях.Chem Rec 3 (1): 61–73
CAS Статья Google Scholar
Saha P, Datta MK, Velikokhatnyi OI, Manivannan A, Alman D, Kumta PN (2014) Перезаряжаемые магниевые батареи: текущее состояние и ключевые задачи на будущее. Prog Mater Sci 66 (0): 1–86
Jian Z, Luo W, Ji X (2015) Угольные электроды для K-ионных батарей. J Am Chem Soc 137: 11566–11569
Vaalma C, Giffin GA, Buchholz D, Passerini S (2016) Неводная K-ионная батарея на основе слоистого K 0.3 MnO 2 и твердый углерод / технический углерод. J Electrochem Soc 163 (7): A1295 – A1299
CAS Статья Google Scholar
Ponrouch A, Frontera C, Barde F, Palacin MR (2016) На пути к перезаряжаемой батарее на основе кальция. Nat Mater 15 (2): 169
CAS Статья Google Scholar
Reinsberg P, Bondue CJ, Baltruschat H (2016) Кальций-кислородные батареи как перспективная альтернатива натриево-кислородным батареям.J Phys Chem C 120 (39): 22179–22185
CAS Статья Google Scholar
Wachtler M, Wagner MR, Schmied M, Winter M, Besenhard JO (2001) Влияние морфологии связующего на циклическую стабильность композитных электродов из сплава Li. J Electroanal Chem 510 (1): 12–19
CAS Статья Google Scholar
Lux S, Schappacher F, Balducci A, Passerini S, Winter M (2010) Недорогие, экологически безопасные связующие для литий-ионных батарей.J Electrochem Soc 157 (3): A320 – A325
CAS Статья Google Scholar
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Oljaca M, Li J, Winter M (2013) Понимание влияния площади поверхности проводящих углеродных добавок на быстродействие катодов LiFePO 4 для литий-ионных батарей. Углерод 64: 334–340
CAS Статья Google Scholar
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Meister P, Placke T., Oljaca M, Li J, Winter M (2014) Исследование внедрения анионов PF 6 — и TFSI — в графитированную сажу и ее влияние на высоковольтных литий-ионных батареях. Phys Chem Chem Phys 16 (46): 25306–25313
CAS Статья Google Scholar
Qi X, Blizanac B, DuPasquier A, Lal A, Niehoff P, Placke T, Oljaca M, Li J, Winter M (2015) Влияние термообработанной проводящей добавки сажи на характеристики высоковольтной шпинели LiNi, легированный хромом 0.5 Mn 1,5 O 4 композитный катодный электрод. J Electrochem Soc 162 (3): A339 – A343
CAS Статья Google Scholar
Bockholt H, Haselrieder W, Kwade A (2013) Интенсивное сухое и влажное перемешивание, влияющее на структурные и электрохимические свойства вторичных катодов литий-ионных батарей. ECS Trans 50 (26): 25–35
Артикул CAS Google Scholar
Bockholt H, Haselrieder W, Kwade A (2016) Интенсивное перемешивание порошка для сухого диспергирования сажи и его актуальность для катодов литий-ионных аккумуляторов. Порошок Technol 297: 266–274
CAS Статья Google Scholar
Bauer W, Nötzel D, Wenzel V, Nirschl H (2015) Влияние сухого перемешивания и распределения проводящих добавок в катодах для литий-ионных батарей. J Источники питания 288: 359–367
CAS Статья Google Scholar
Mazouzi D, Karkar Z, Hernandez CR, Manero PJ, Guyomard D, Roue L, Lestriez B (2015) Критические роли связующих и рецептуры в многомасштабных композитных электродах на основе кремния. J Power Sources 280: 533–549
CAS Статья Google Scholar
Porcher W, Lestriez B, Jouanneau S, Guyomard D (2010) Оптимизация поверхностно-активного вещества для водной обработки композитных электродов LiFePO 4 . J Power Sources 195 (9): 2835–2843
CAS Статья Google Scholar
Du Z, Wood III DL, Daniel C, Kalnaus S, Li J (2017) Понимание ограничивающих факторов в характеристиках толстых электродов применительно к литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии. J Appl Electrochem 47 (3): 405–415
Bitsch B, Gallasch T, Schroeder M, Börner M, Winter M, Willenbacher N (2016) Капиллярные суспензии как полезная концепция рецептуры литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии аккумуляторные электроды. J Power Sources 328: 114–123
CAS Статья Google Scholar
Новак П., Шайфеле В., Винтер М., Хаас О. (1997) Графитовые электроды с заданной пористостью для аккумуляторных батарей с ионным переносом. J Power Sources 68 (2): 267–270
Статья Google Scholar
Хазелридер В., Иванов С., Кристен Д. К., Бокхольт Х., Кваде А. (2013) Влияние процесса каландрирования на межфазную структуру и соответствующие электрохимические характеристики вторичных литий-ионных аккумуляторов. ECS Trans 50 (26): 59–70
Артикул CAS Google Scholar
Antartis D, Dillon S, Chasiotis I (2015) Влияние пористости на электрохимические и механические свойства композитных литий-ионных анодов. J Compos Mater 49 (15): 1849–1862
Zhang W-J (2011) Механизм ввода / извлечения лития в сплавные аноды для литий-ионных батарей. J Power Sources 196 (3): 877–885
CAS Статья Google Scholar
Чжао Х., Юань В., Лю Дж. (2015) Иерархическая конструкция электродов из наноматериалов из сплавов большой емкости для литий-ионных аккумуляторов.Нано сегодня 10 (2): 193–212
CAS Статья Google Scholar
Hochgatterer N, Schweiger M, Koller S, Raimann P, Wöhrle T, Wurm C, Winter M (2008) Кремний / графитовые композитные электроды для анодов большой емкости: влияние химического состава связующего на стабильность циклирования. Electrochem Solid-State Lett 11 (5): A76 – A80
CAS Статья Google Scholar
Vogl U, Das P, Weber A, Winter M, Kostecki R, Lux S (2014) Механизм взаимодействия между связующим CMC и гранями монокристалла Si. Langmuir 30 (34): 10299–10307
CAS Статья Google Scholar
Nelson P, Gallagher K, Bloom I BatPaC (производительность и стоимость батареи), Национальная лаборатория Аргонна, http://www.cse.anl.gov/BatPaC/ (по состоянию на 10 января 2017 г.)
Warner J (2015) Справочник по конструкции литий-ионных аккумуляторных батарей — химия, компоненты, типы и терминология.Elsevier Science, Burlington
3M http://multimedia.3m.com/mws/media/756169O/3mtm-battery-materials.pdf (по состоянию на 20 марта 2017 г.)
Korthauer R ( 2013) Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg, Wiesbaden
Kasavajjula U, Wang C, Appleby AJ (2007) Вставные аноды на основе нано- и объемного кремния для литий-ионных вторичных элементов. J Power Sources 163 (2): 1003–1039
CAS Статья Google Scholar
Обровац М.Н., Шевриер В.Л. (2014) Отрицательные электроды из сплава для литий-ионных аккумуляторов. Chem Rev 114 (23): 11444–11502
CAS Статья Google Scholar
Zhang W-J (2011) Обзор электрохимических характеристик легированных анодов для литий-ионных батарей. J Power Sources 196 (1): 13–24
CAS Статья Google Scholar
Qiu B, Zhang M, Xia Y, Liu Z, Meng YS (2017) Понимание и контроль анионной электрохимической активности в оксидах большой емкости для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.Chem Mater 29 (3): 908–915
CAS Статья Google Scholar
Noh HJ, Youn S, Yoon CS, Sun YK (2013) Сравнение структурных и электрохимических свойств слоистого Li [Ni x Co y Mn z ] O 2 ( x = 1/3, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 и 0,85) катодный материал для литий-ионных аккумуляторов. J Power Sources 233: 121–130
CAS Статья Google Scholar
Li J, Kloepsch R, Stan MC, Nowak S, Kunze M, Winter M, Passerini S (2011) Синтез и электрохимические характеристики материала катода высокого напряжения Li [Li 0,2 Mn 0,56 Ni 0,16 Co 0,08 ] O 2 с улучшенной производительностью. J Power Sources 196 (10): 4821–4825
CAS Статья Google Scholar
Xia Q, Zhao X, Xu M, Ding Z, Liu J, Chen L, Ivey DG, Wei W. (2015) Богатый литием слоистый @ Spinel @ Углеродный гетероструктурированный катодный материал для высокой емкости и высокой производительности литий-ионные батареи, изготовленные методом синхронного восстановления карбонизации на месте.J Mater Chem A 3 (7): 3995–4003
CAS Статья Google Scholar
Liu H, Wang J, Zhang X, Zhou D, Qi X, Qiu B, Fang J, Kloepsch R, Schumacher G, Liu Z, Li J (2016) Морфологическая эволюция высоковольтной шпинели LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 катодные материалы для литий-ионных батарей: критические эффекты ориентации поверхности и размера частиц. Интерфейсы ACS Appl Mater 8 (7): 4661–4675
Liu N, Lu Z, Zhao J, McDowell MT, Lee H-W, Zhao W, Cui Y (2014) Наноразмерный дизайн, вдохновленный гранатом, для замены анодов литиевых батарей большого объема. Nat Nano 9 (3): 187–192
CAS Статья Google Scholar
Винтер М., Безенхард Дж., Альберинг Дж. Х., Ян Дж., Вахтлер М. (1998) Литиевые сплавы-аккумуляторы в качестве анодных материалов для литий-ионных батарей. Prog Batt Batt Mater 17: 208
CAS Google Scholar
Besenhard J, Yang J, Winter M (1997) Будут ли усовершенствованные аноды из литиевого сплава иметь шанс в литий-ионных батареях? J Power Sources 68 (1): 87–90
CAS Статья Google Scholar
Qian J, Adams BD, Zheng J, Xu W, Henderson WA, Wang J, Bowden ME, Xu S, Hu J, Zhang J-G (2016) Безанодные перезаряжаемые литий-металлические батареи. Adv Funct Mater 26 (39): 7094–7102
CAS Статья Google Scholar
Brückner J, Thieme S, Grossmann HT, Dörfler S, Althues H, Kaskel S (2014) Литий-серные батареи: влияние скорости заряда, количества электролита и нагрузки серы на рабочие характеристики цикла. J Источники энергии 268: 82–87
Статья CAS Google Scholar
Greszler T, Gu W, Goebel S, Masten D, Lakshmanan B (2012) Литий-воздух и литий-сера в контексте автомобильных систем. Выступление на конференции Beyond Lithium Ion 5, Беркли, Калифорния,
Арманд М. (1994) История полимерных электролитов. Ионика твердого тела 69 (3): 309–319
CAS Статья Google Scholar
Greatbatch W, Holmes CF (1992) Литиево-йодная батарея: историческая перспектива. Стимуляция Clin Electrophysiol 15 (11): 2034–2036
CAS Статья Google Scholar
Vetter J, Novak P, Wagner MR, Veit C, Möller KC, Besenhard JO, Winter M, Wohlfahrt-Mehrens M, Vogler C, Hammouche A (2005) Механизмы старения в литий-ионных батареях.J Источники питания 147 (1-2): 269–281
CAS Статья Google Scholar
Seino Y, Ota T, Takada K, Hayashi A, Tatsumisago M (2014) Сульфидно-литиевый суперионный проводник превосходит жидкостно-ионные проводники для использования в аккумуляторных батареях. Energy Environ Sci 7 (2): 627–631
CAS Статья Google Scholar
Manthiram A, Yu X, Wang S (2017) Химический состав литиевых батарей обеспечивается твердотельными электролитами.Nat Rev Mater 2: 16103
CAS Статья Google Scholar
Pieczonka NPW, Liu Z, Lu P, Olson KL, Moote J, Powell BR, Kim JH (2013) Понимание поведения растворения переходных металлов в LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 high- шпинель напряжения для литий-ионных аккумуляторов. J Phys Chem C 117 (31): 15947–15957
CAS Статья Google Scholar
Gallus DR, Schmitz R, Wagner R, Hoffmann B, Nowak S, Cekic-Laskovic I, Schmitz RW, Winter M (2014) Влияние различных проводящих солей на растворение металлов и снижение емкости катодного материала NCM. Electrochim Acta 134: 393–398
CAS Статья Google Scholar
Бёрнер М., Кламор С., Хоффманн Б., Шредер М., Новак С., Вюрсиг А., Винтер М., Шаппахер Ф. (2016) Исследования зависимости скорости углерода и температуры растворения / осаждения марганца в LiMn 2 O 4 / Li 4 Ti 5 O 12 литий-ионные батареи.J Electrochem Soc 163 (6): A831 – A837
Артикул CAS Google Scholar
Evertz M, Horsthemke F, Kasnatscheew J, Börner M, Winter M, Nowak S (2016) Распознавание растворения Li в переходном металле 1.04 Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1 / 3 O 2 (NCM 111) в литиево-ионных полных ячейках с использованием метода рентгеновской флуоресценции полного отражения. J Power Sources 329: 364–371
CAS Статья Google Scholar
Jia H, Kloepsch R, He X, Evertz M, Nowak S, Li J, Winter M, Placke T (2016) Наноструктурированный ZnFe 2 O 4 в качестве анодного материала для литий-ионных батарей: синтез с использованием ионной жидкости и оценка производительности с особым вниманием к сравнительному растворению металлов. Acta Chim Slov 63 (3): 470–483
CAS Статья Google Scholar
Xu W, Wang J, Ding F, Chen X, Nasybulin E, Zhang Y, Zhang J-G (2014) Литий-металлические аноды для аккумуляторных батарей.Energy Environ Sci 7 (2): 513–537
CAS Статья Google Scholar
Kato Y, Kawamoto K, Kanno R, Hirayama M (2012) Разрядные характеристики твердотельной батареи с использованием литиевого суперионного проводника Li 10 GeP 2 S 12 . Электрохимия 80 (10): 749–751
CAS Статья Google Scholar
Gambe Y, Sun Y, Honma I (2015) Разработка биполярной твердотельной литиевой батареи на основе квазитвердотельного электролита, содержащего эквимолярный комплекс тетраглим-LiTFSA.Sci Rep 5: 8869–8872
Kloepsch R, Placke T, Winter M (2017) Festelektrolytbatterien: Sinn, Unsinn, Realitätssinn. Proceedings, Batterieforum Deutschland, 25–27 января, Берлин, Германия
Armand M (1983) Полимерные твердые электролиты — обзор. Ионика твердого тела 9: 745–754
Статья Google Scholar
Арманд М.Б. (1986) Полимерные электролиты. Annu Rev Mater Sci 16 (1): 245–261
CAS Статья Google Scholar
Baril D, Michot C, Armand M (1997) Электрохимия жидкостей и твердых тел: полимерные электролиты. Ионика твердого тела 94 (1): 35–47
CAS Статья Google Scholar
Мурата К., Изути С., Йошихиса Ю. (2000) Обзор исследований и разработок батарей с твердым полимерным электролитом. Electrochim Acta 45 (8–9): 1501–1508
CAS Статья Google Scholar
Рупп Б., Шмук М., Балдуччи А., Винтер М., Керн В. (2008) Полимерный электролит для литиевых батарей на основе фотохимически сшитого полиэтиленоксида и ионной жидкости. Eur Polym J 44 (9): 2986–2990
CAS Статья Google Scholar
Isken P, Winter M, Passerini S, Lex-Balducci A (2013) Гелевый полимерный электролит на основе метакрилата для литий-ионных батарей. J Power Sources 225: 157–162
CAS Статья Google Scholar
Шредер М., Искен П., Винтер М., Пассерини С., Лекс-Балдуччи А., Балдуччи А. (2013) Исследование использования гелевого полимерного электролита на основе метакрилата в устройствах большой мощности. J Electrochem Soc 160 (10): A1753 – A1758
CAS Статья Google Scholar
Jankowsky S, Hiller MM, Fromm O, Winter M, Wiemhoefer H-D (2015) Улучшенный литий-ионный транспорт в гелевых полимерных электролитах на основе полифосфазена. Electrochim Acta 155: 364–371
CAS Статья Google Scholar
Bruce PG, West AR (1983) A-C проводимость поликристаллического LISICON, Li 2 + 2x Zn 1-x GeO 4, и модель сопротивления межкристаллитному сужению. J Electrochem Soc 130 (3): 662–669
CAS Статья Google Scholar
Аоно Х., Сугимото Э., Садаока Ю., Иманака Н., Адачи Г. (1990) Ионная проводимость твердых электролитов на основе фосфата лития-титана. J Electrochem Soc 137 (4): 1023–1027
CAS Статья Google Scholar
Инагума Ю., Чен Л.К., Ито М., Накамура Т., Учида Т., Икута Н., Вакихара М. (1993) Высокая ионная проводимость в титанате лантана лития. Solid State Commun 86 (10): 689–693
CAS Статья Google Scholar
Муруган Р., Тангадурай В., Веппнер В. (2007) Быстрая ионная проводимость лития в гранате типа Li 7 La 3 Zr 2 O 12 . Angew Chem, Int Ed 46 (41): 7778–7781
CAS Статья Google Scholar
Yu XH, Bates JB, Jellison GE, Hart FX (1997) Стабильный тонкопленочный литиевый электролит: оксинитрид лития-фосфора. J Electrochem Soc 144 (2): 524–532
CAS Статья Google Scholar
Ван И, Ричардс В. Д., Онг С. П., Миара Л. Дж., Ким Дж. К., Мо Ю. Ф., Седер Г. (2015) Принципы проектирования твердотельных литиевых суперионных проводников. Nat Mater 14 (10): 1026
CAS Статья Google Scholar
Сакуда А., Хаяси А., Тацумисаго М. (2013) Твердый сульфидный электролит с благоприятными механическими свойствами для полностью твердотельной литиевой батареи. Sci Rep 3: 2261
Muramatsu H, Hayashi A, Ohtomo T, Hama S, Tatsumisago M (2011) Структурные изменения Li 2 S – P 2 S 5 сульфидные твердые электролиты в Атмосфера. Ионика твердого тела 182 (1): 116–119
CAS Статья Google Scholar
Kamaya N, Homma K, Yamakawa Y, Hirayama M, Kanno R, Yonemura M, Kamiyama T, Kato Y, Hama S, Kawamoto K, Mitsui A (2011) литиевый суперионный проводник. Nat Mater 10 (9): 682–686
CAS Статья Google Scholar
Wenzel S, Randau S, Leichtweiss T, Weber DA, Sann J, Zeier WG, Janek J (2016) Прямое наблюдение межфазной нестабильности быстрого ионного проводника Li 10 GeP 2 S 12 на аноде из металлического лития.Chem Mater 28 (7): 2400–2407
CAS Статья Google Scholar
Wenzel S, Weber DA, Leichtweiss T, Busche MR, Sann J, Janek J (2016) Межфазное образование и деградация кинетики переноса заряда между металлическим литиевым анодом и высококристаллическим твердым электролитом Li7P3S11. Ионика твердого тела 286: 24–33
CAS Статья Google Scholar
Zhu YZ, He XF, Mo YF (2016) Изучение первых принципов электрохимической и химической стабильности границ раздела твердый электролит-электрод в полностью твердотельных литий-ионных батареях. J Mater Chem A 4 (9): 3253–3266
CAS Статья Google Scholar
Металл http://metalary.com/lithium-price/. По состоянию на 8 марта 2017 г.
Cekic-Laskovic I, Wagner R, Wiemers-Meyer S, Nowak S, Winter M (2016) Жидкие электролиты — просто товар и модель постепенного отказа? Proceedings, Graz Battery Days, 26–28 сентября, Грац, Австрия
Бикер Г., Винтер М., Бикер П. (2015) Электрохимические исследования in situ SEI и образования дендритов на аноде из металлического лития. Phys Chem Chem Phys 17 (14): 8670–8679
CAS Статья Google Scholar
Ryou MH, Lee YM, Lee Y, Winter M, Bieker P (2015) Обработка поверхности: механическая модификация поверхности металлического лития: улучшение характеристик анода из металлического лития за счет направленного литиевого покрытия. Adv Funct Mater 25 (6): 825–825
Статья Google Scholar
Martha SK, Nanda J, Kim Y, Unocic RR, Pannala S, Dudney NJ (2013) Высоковольтный слоистый многослойный композитный катод с покрытием из твердого электролита: Li 1,2 Mn 0,525 Ni 0,175 Co 0,1 О 2 . J Mater Chem A 1 (18): 5587–5595
CAS Статья Google Scholar
Li XF, Liu J, Banis MN, Lushington A, Li RY, Cai M, Sun XL (2014) Нанесение атомного слоя на катодные материалы с покрытием из твердого электролита с превосходными характеристиками цикличности высокого напряжения для иона лития аккумулятор приложение.Energy Environ Sci 7 (2): 768–778
CAS Статья Google Scholar
Woodford WH, Carter WC, Chiang Y-M (2012) Критерии проектирования для электрохимических ударопрочных аккумуляторных электродов. Energy Environ Sci 5 (7): 8014–8024
CAS Статья Google Scholar
Тонкий слой защищает аккумулятор, позволяет заряжать его от холода.
ПАРК УНИВЕРСИТЕТА, Па. — В поисках надежного, быстрозаряжаемого аккумулятора для автомобилей в холодную погоду может быть найден самосборный тонкий слой электрохимически активных молекул. решение, по мнению группы исследователей.
«Литий-металлический аккумулятор — это следующее поколение аккумуляторов после литий-ионных аккумуляторов», — сказал Дунхай Ван, профессор машиностроения, химической инженерии и ведущий исследователь Центра технологий аккумуляторов и накопления энергии в Пенсильвании. «Он использует литиевый анод и имеет более высокую плотность энергии, но имеет проблемы с ростом дендритов, низким КПД и малым сроком службы».
Решением этих проблем, по мнению исследователей, является самособирающийся монослой, который является электрохимически активным, так что он может разлагаться на соответствующие компоненты и защищать поверхность литиевого анода.
Батарея состоит из литиевого анода, катода из оксида металлического лития и электролита, который также содержит литий-ионные проводящие материалы и защитный тонкопленочный слой. Без этого слоя батарея будет иметь тенденцию к образованию шипов кристаллов лития при быстрой зарядке или в холодных условиях. Эти литиевые шипы в конечном итоге приводят к короткому замыканию батареи, что значительно снижает ее полезность и срок службы.
«Ключ в том, чтобы настроить молекулярную химию для самоорганизации на поверхности», — сказал Ван.«Монослой обеспечит хорошую поверхность раздела твердого электролита при зарядке и защитит литиевый анод».
Исследователи наносят монослой на тонкий слой меди. Когда батарея заряжается, литий попадает на монослой и разлагается с образованием стабильного межфазного слоя. Некоторое количество лития осаждается на меди вместе с оставшимся слоем, а разложившаяся часть исходного слоя восстанавливается поверх лития, защищая литий и предотвращая образование дендритов лития.
По словам исследователей, эта технология может увеличить объем накопительной емкости аккумулятора и может увеличить количество раз, когда аккумулятор может быть заряжен. Однако на данный момент аккумулятор можно зарядить только несколько сотен раз. Исследователи сообщили о своей работе в недавнем выпуске журнала Nature Energy.
«Ключ в том, что эта технология демонстрирует способность вовремя формировать слой, разлагаться и самопроизвольно преобразовываться, чтобы оставаться на меди, а также покрывать поверхность лития», — сказал Ван.«Со временем его можно будет использовать для дронов, автомобилей или некоторых очень маленьких батарей, используемых для подводных применений при низких температурах».
Также над этим проектом из Пенсильвании работают ученые-постдокторанты Юэ Гао и Шуа Лю и аспиранты Дайвэй Ван и Тяньхан Чен, все в лаборатории Дунхай Вана; и Кэ Ван и Хайин Ван, технические сотрудники Института исследования материалов.
Томас Рохас, аспирант, Университет Огайо; и Ань Т. Нго, помощник физика Аргоннской национальной лаборатории и адъюнкт-профессор химического машиностроения Иллинойского университета в Чикаго, также были частью группы.
Министерство энергетики США поддержало эту работу.
На пути к недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии (Журнальная статья)
Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии.США: Н. П., 2017.
Интернет. DOI: 10.1007 / s11837-017-2404-9.
Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии.Соединенные Штаты. DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9
Ли, Цзяньлинь, Ду, Чжицзя, Рутер, Роуз Э., Ан, Сон Джин, Дэвид, Ламюэль Абрахам, Хейс, Кевин, Вуд, Марисса, Филипп, Натан Д., Шэн, Янпин, Мао, Чэнью, Калнаус, Сергей, Дэниел, Клаус и Вуд, III, Дэвид Л. Мон.
«К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии».Соединенные Штаты. DOI: https: //doi.org/10.1007/s11837-017-2404-9. https://www.osti.gov/servlets/purl/1400215.
@article {osti_1400215,
title = {К недорогим литий-ионным батареям с высокой плотностью энергии и высокой плотностью энергии},
автор = {Ли, Цзяньлинь и Ду, Чжицзя и Рутер, Роуз Э. и Ан, Сон Джин и Дэвид, Ламуэль Абрахам и Хейс, Кевин и Вуд, Марисса и Филип, Натан Д.and Sheng, Yangping and Mao, Chengyu and Kalnaus, Sergiy and Daniel, Claus and Wood, III, David L.},
abstractNote = {Снижение стоимости и увеличение плотности энергии - два препятствия для широкого применения литий-ионных батарей в электромобилях. Хотя стоимость аккумуляторов для электромобилей с 2008 по 2015 год снизилась примерно на 70%, текущая стоимость аккумуляторных батарей (268 / кВтч в 2015 году) все еще в 2 раза больше, чем запланировано USABC (125 / кВтч). Несмотря на то, что многие достижения в химии элементов были реализованы с тех пор, как литий-ионная батарея была впервые коммерциализирована в 1991 году, за последнее десятилетие произошло несколько крупных прорывов.Таким образом, будущее снижение затрат будет зависеть от производства ячеек и более широкого признания рынка. В этой статье обсуждаются три основных аспекта снижения затрат: (1) контроль качества для минимизации брака при производстве элементов; (2) новая обработка электродов и инженерия для снижения затрат на обработку и увеличения плотности энергии и производительности; и (3) разработка и оптимизация материалов для литий-ионных батарей с высокой плотностью энергии. Также рассматриваются идеи по увеличению энергии и удельной мощности литий-ионных батарей.},
doi = {10.1007 / s11837-017-2404-9},
журнал = {JOM. Журнал Общества минералов, металлов и материалов},
число = 9,
объем = 69,
place = {United States},
год = {2017},
месяц = {6}
}