電池百科
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據《日本經濟新聞》報道,韓國三星電子將開發面向純電動汽車(EV)的第三代充電電池。一次充電的續航距離將達到目前純電動汽車用鋰離子電池(以下簡稱:鋰電池)的近2倍,計劃以此來對抗在純電動汽車用第二代充電電池開發上先行一步的豐田汽車。預計作為純電動汽車核心零部件電池的開發競爭將愈發激烈。
高工產業研究院(GGII)近期發布最新數據顯示,2018年5月,我國新能源汽車生產約8.6萬輛,同比增長82%;1-5月共計生產31.5萬輛,同比增長90%。今年5月,我國動力電池裝機總電量約4.50GWh,同比增長213%;今年1-5月,動力電池裝機總電量約12.67GWh,同比增長224%。
今年年初,特斯拉宣布與松下聯合研發的21700電池系統能量密度達300Wh/kg,馬斯克強調這是“目前可量產電池中能量密度最高且成本最低的電池”。
為提高三元材料的倍率性能,可將材料一次單晶研磨成納米級材料,再用噴霧造粒的方法將納米級三元材料加工成十幾微米的二次球團聚體,以改善納米材料在電池制備過程中的加工性能。其制備工藝流程。該工藝過程所需的設備有攪拌磨、砂磨機、噴霧干燥機。下面簡單介紹一下這三種設備。
比表面積即單位質量固體的總表面積,國際單位m2·g-1。比表面積是衡量物質特性的重要參量,其大小與顆粒的粒徑、形狀、表面缺陷及孔結構密切相關。比表面積的分析方法依據思路不同分為吸附法、透氣法等。
三元材料生產中金屬元素含量測試主要是對原材料及三元材料中主金屬含量和雜質含量的測試。主金屬含量測試是指對三元材料中鎳、鈷、錳、鋰的測試,雜質含量測試是指對材料中鈉、鎂、鐵、銅、鈣、鋅等元素含量的測試。
原子吸收分光光度計(AAS)又稱原子吸收光譜儀,依據儀器原子化的方法不同,原子吸收分光光度計又有火焰原子吸收分光光度計(FAAS)和石墨爐原子吸收分光光度計(CFAAS)之分,二者的主要區別在于原子化效率和對某些元素的檢出限、靈敏度不同,后者較前者要好。
電感耦合等離子體原子發射光譜分析儀(簡稱:ICP-AES)的基本工作原理是:液體樣品由載氣(氬氣)帶入霧化系統進行霧化,霧化后的樣品以氣溶膠形式進入等離子體的軸向通道,在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發、原子化、電離和激發,發射出所含元素的特征譜線。
化學滴定中,減小系統誤差的途徑有:采用對照實驗減小方法誤差;采用空白試驗減小試劑誤差;對滴定過程中樣品制備和分析時用到的分析天平、砝碼、滴定管、移液管和容量瓶等計量儀器進行校準。
熱分析技術的基礎是當物質的物理狀態和化學狀態發生變化時(如升華、氧化、聚合、固化、硫化、脫水、結晶、熔融、晶格改變或發生化學反應時),往往伴隨著熱力學性質(如熱焓、比熱容、熱導率等)的變化,因此可通過測定其熱力學性能的變化,來了解物質物理或化學變化過程。
熱分析對于確定高溫固相合成工藝、結合XRD確定分解產物的結構等方面都是十分有用的。合成工藝的確定在第6章已進行了討論。用差熱分析方法還可以研究三元材料脫鋰時的熱穩定性。
在進行材料電化學性能測試前,首先要組裝實驗電池。為了避免多因素的影響,常組裝成半電池進行實驗。進行恒電流充放電時,組裝成2電極電池,活性材料做丑j極,金屬Li做負極。在進Li循環伏安、交流阻抗等實驗時,一般采用三電極實驗電池,活性材料作為工作電極,金屬Li分別作為輔助電極和參比電極。
循環伏安法是常用的電化學測試方法,通過循環伏安法可以得到較多的信息。例如可以觀察到在嵌/脫鋰時反應速度、可逆程度、材料的相變,還可以通過采用不同掃描速度的循環伏安曲線計算鋰離子的擴散系數等。
王海濤等人采用溶膠凝膠法在Ni0.8Co0.lMn01(OH)2前驅體表面進行AlOOH包覆,再配入適量LiOH焙燒成Al203包覆型LiNi0.8Co0.lMn0.1O2材料。包覆Al203有效改善了LiNi0.8CoO.lMn0.102材料高電壓、高溫循環性能以及高溫貯存性能。
在進行材料電化學性能測試前,首先要組裝實驗電池。為了避免多因素的影響,常組裝成半電池進行實驗。進行恒電流充放電時,組裝成2電極電池,活性材料做丑j極,金屬Li做負極。在進Li循環伏安、交流阻抗等實驗時,一般采用三電極實驗電池,活性材料作為工作電極,金屬Li分別作為輔助電極和參比電極。
交流阻抗方法被廣泛應用于電極過程動力學的研究,特別適合于分析復雜電極過程。它可以幫助我們了解界面的物理性質及所發生的電化學反應的情況(如電極反應的方式,擴散系數,交換電流密度的大小等)。