Keraminės krašto medžiaga ir struktūra
Ličio akumuliatoriaus teigiamų elektrodų padengimo proceso metu, maždaug 3-5 mm pločio keraminis kraštas yra padengtas medžiagos srities krašte. Keraminis kraštas paprastai gaminamas iš tokių medžiagų kaip aliuminio oksido (Al₂o₃) ir Boehmite (Alooh). Šios keraminės medžiagos turi mažą šilumos laidumą, didelį atsparumą šilumai ir puikų cheminį stabilumą, sudarydama apsauginį barjerą akumuliatoriuje.
Keraminio krašto formavimo procesas
Keraminis kraštas paprastai susidaro per dangos procesą. Padengus teigiamą elektrodų lapą, specifinis dangos įtaisas tolygiai tepa keraminę srutą ant lapo krašto. Keraminę srutą paprastai sudaro keraminiai milteliai, segtuvas ir tirpiklis, kurie, maišant ir dispersiją, sudaro stabilią srutų sistemą. Tikslus dangos storio ir vienodumo valdymas yra būtinas dangos metu, kad būtų užtikrintas efektyvus keraminio krašto veikimas.
Ličio akumuliatoriaus pranašumai Teigiamas elektrodas, padengtas keraminiu kraštu
Padidėjęs teigiamo elektrodo lakšto stabilumas
Keraminis kraštas gali padidinti teigiamos elektrodų medžiagos struktūrinį stabilumą, efektyviai sumažindamas kraštų lupimo riziką ir pažeistą teigiamą elektrodų lakštą. Atliekant akumuliatoriaus įkrovimo ir išleidimo ciklų metu, teigiama elektrodų medžiaga išsiplečia ir susitraukia, o tai gali sukelti aktyvią medžiagą iš lapo krašto. Didelis keraminio krašto stiprumas ir geras sukibimas gali užsitikrinti teigiamą elektrodo medžiagą, neleidžiant jai išsisukti ir taip pagerinti akumuliatoriaus ciklo tarnavimo laiką.
Be to, keraminis kraštas pasižymi dideliu šiluminio stabilumu ir atsparumu korozijai, veiksmingai užkirsdamas kelią teigiamos elektrodų medžiagos skilimui ir tirpimui, pradedant nuo krašto. Aukštos temperatūros aplinkoje keraminis kraštas palaiko savo struktūrinį ir našumo stabilumą, slopindamas nepageidaujamas reakcijas tarp teigiamos elektrodų medžiagos ir elektrolito, taip pratęsdamas akumuliatoriaus tarnavimo laiką.
Sumažinta Burro sukeltų trumpųjų junginių rizika
Gaminant ličio baterijas, aliuminio folijos pjaustymas gali lengvai gaminti urvus ir litavimo karoliukus. Šie urvai ir litavimo karoliukai gali pradurti separatorių, todėl tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų gali būti trumpas jungimas. Dengimas keraminiu kraštu gali sumažinti urvų ir litavimo karoliukų generavimą pjaustant aliuminio foliją, nes dėl didelio keraminių medžiagų kietumo pjovimo proceso metu jie yra mažiau linkę gaminti urvus.
Be to, įterpiant ląstelę į korpusą, skirtukų lenkimas gali lengvai kontaktuoti su elektrodo lakšto kraštu, o tai gali sukelti trumpą jungimą. Esant keraminiam kraštui, jis gali veikti kaip buferis, sumažindamas kontakto tarp skirtukų ir elektrodų lakšto krašto riziką, taip sumažinant trumpų jungčių tikimybę.
Izoliacinis efektas
Keraminis kraštas padengtas skirtuko šone. Akumuliatoriaus surinkimo metu, jei separatorius nėra gerai apvyniotas arba teigiamų ir neigiamų elektrodo lakštų suderinimas yra prastas, tai gali sukelti kontaktą tarp neigiamo skirtuko ir teigiamo elektrodo lapo arba tarp teigiamo skirtuko ir neigiamo elektrodo lapo. Keraminis kraštas gali suteikti izoliaciją, užkirsdamas kelią trumpoms jungtims tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų.
Tarp keturių vidinių trumpų junginių režimų akumuliatoriuose laikomas pavojingiausias aliuminio folijos neigiamas elektrodo trumpasis jungimas. Taip yra todėl, kad atsparumas trumpametražis atsparumas nėra nei per didelis, nei per žemas, o kai trumpojo jungimo atsparumas yra arti akumuliatoriaus vidinio pasipriešinimo, šilumos generavimas trumpojo jungimo taške yra didžiausias. Be to, kietos elektrolito sąsajos (SEI) plėvelės skilimo temperatūra ant neigiamo elektrodo yra palyginti žemas, o tai yra šiluminės bėgimo grandinės reakcijos atskaitos taškas akumuliatoriuje. Dengimas keraminiu kraštu gali padėti tam tikru mastu išvengti šios problemos, pagerinant akumuliatoriaus saugą.
Šiluminio bėgimo prevencija
Ličio jonų akumuliatoriai yra linkę į šiluminį bėgimą, todėl susidaro akumuliatorių gaisrai ar sprogimai, kai per daug įkrauta, per daug įkrauta arba padaryta mechanine pažeidimu. Teigiamo elektrodo padengimas keraminiu kraštu gali efektyviai užkirsti kelią šiluminiam bėgimui. Keraminės medžiagos, turinčios mažą šilumos laidumą, gali sudaryti šiluminį barjerą akumuliatoriuje, trukdydama šilumos difuzijai į apylinkes. Be to, keraminės medžiagos yra nedeginamos esant aukštai temperatūrai, veiksmingai slopindamos liepsnos plitimą akumuliatoriuje.
Teigiamo elektrodo medžiagos tirpimo slopinimas
Krūvių ir išleidimo ciklų metu teigiama elektrodo medžiaga yra linkusi ištirpinti, todėl prarandama aktyvioji medžiaga ir akumuliatoriaus veikimo pablogėjimas. Teigiamo elektrodo padengimas keraminiu kraštu gali sudaryti apsauginį sluoksnį ant teigiamo elektrodo lakšto paviršiaus, slopindamas teigiamos elektrodo medžiagos tirpimą ir prailgindama akumuliatoriaus ciklo tarnavimo laiką.
Sąsajos šoninių reakcijų sumažinimas
Sąsajos šoninės reakcijos tarp teigiamos elektrodo medžiagos ir elektrolito yra pagrindinė akumuliatoriaus veikimo skilimo priežastis. Teigiamo elektrodo padengimas keraminiu kraštu gali sudaryti stabilų sąsajos sluoksnį ant teigiamo elektrodo lakšto paviršiaus, sumažindamas sąsajos šoninių reakcijų atsiradimą ir pagerinant akumuliatoriaus ciklo stabilumą.
Ličio akumuliatoriaus taikymo perspektyvos Teigiamas elektrodas, padengtas keraminiu kraštu
Elektrinių transporto priemonių sektorius
Elektrinės transporto priemonės reikalauja didelio saugumo ir energijos tankio iš jų baterijų. Teigiamas elektrodo danga su keramikos krašto technologija gali padidinti akumuliatoriaus saugumą ir dviračių tarnavimo laiką, tenkinant elektromobilių taikymo reikalavimus. Šiuo metu kai kurie pirmaujantys akumuliatorių gamintojai pradėjo naudoti šią technologiją elektromobilių baterijose, kad pagerintų jų našumą. Nuolat plečiant elektromobilių rinką, tikimasi, kad teigiama elektrodų danga su keramikos krašto technologija ras platesnį pritaikymą elektromobilių sektoriuje.
Nešiojamųjų elektroninių prietaisų sektorius
Nešiojamais elektroniniais įrenginiais (tokiais kaip išmanieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai ir kt.) Reikia didelio tūrinio energijos tankio ir saugumo iš jų baterijų. Teigiamas elektrodų danga su keramikos krašto technologija gali pagerinti akumuliatoriaus energijos tankį ir saugumą, nepadidindama akumuliatoriaus tūrio, tenkinant nešiojamų elektroninių prietaisų poreikius. Nuolat atnaujinus nešiojamuosius elektroninius prietaisus ir didėjančiais akumuliatorių veikimo poreikiais, tikimasi, kad teigiamas elektrodų danga su keramikos krašto technologija vaidins svarbų vaidmenį šiame sektoriuje.
Energijos kaupimo sistemų sektorius
Energijos kaupimo sistemos reikalauja didelio ciklo gyvavimo ir saugumo iš jų baterijų. Teigiamas elektrodo danga su keramikos krašto technologija gali efektyviai prailginti akumuliatoriaus ciklo tarnavimo laiką, pagerindamas energijos kaupimo sistemų ekonominį efektyvumą ir patikimumą. Atsižvelgiant į didelio masto atsinaujinančios energijos integraciją ir intelektualių tinklų statybą, energijos kaupimo sistemų rinkos paklausa didėja, o teigiamas elektrodų danga su keraminės krašto technologijomis bus plačiai pritaikytas šiame sektoriuje.
Ličio akumuliatoriaus kūrimo tendencijos Teigiamas elektrodas, padengtas keraminio krašto technologija
Naujų keraminių medžiagų kūrimas
Šiuo metu teigiamas elektrodo danga su keraminiais kraštais daugiausia naudoja tradicines keramines medžiagas, tokias kaip aliuminio oksidas ir cirkoniai. Ateityje naujų keraminių medžiagų, turinčių aukštesnį našumą, kūrimas (pvz., Silicio nitridas, silicio karbidas ir kt.) Taps svarbia tyrimų kryptis. Naujos keraminės medžiagos turi didesnį stiprumą, geresnį šiluminį stabilumą ir cheminį stabilumą, dar labiau padidindama akumuliatoriaus veikimą.
Dangos proceso optimizavimas
Esamas dangos procesas kenčia nuo tokių problemų kaip nelygi danga ir blogas sukibimas. Ateityje, optimizuodamas dangos procesą (pavyzdžiui, pritaikyti naujas technologijas, tokias kaip elektrostatinis purškimas ir lazeriu sukepinimas), galima patobulinti keraminio sluoksnio vienodumą ir sukibimą, dar labiau padidinti akumuliatoriaus veikimą.
Daugiafunkcinių keraminių sluoksnių dizainas
Būsimi keraminiai sluoksniai gali ne tik užtikrinti apsaugą ir izoliaciją, bet ir turėti kitas funkcijas (tokias kaip laidumas, katalizė ir kt.). Projektuojant daugiafunkcinius keraminius sluoksnius, akumuliatoriaus našumą ir saugumą galima dar patobulinti, kad būtų patenkinti skirtingų taikymo scenarijų poreikiai.
Didelio masto gamybos realizavimas
Šiuo metu teigiamas elektrodo danga su keramikos krašto technologija vis dar yra laboratorijos ir nedidelio masto bandymo stadijoje. Ateityje, kuriant efektyvius ir nebrangius gamybos procesus, didelio masto teigiamo elektrodų dangos gamyba su keramikos krašto technologija bus svarbiausia skatinti jos komercinį pritaikymą.
Išvada
Teigiamas elektrodo danga su keramikos krašto technologija, kaip kylančiu akumuliatorių gamybos procesu, suteikia didelių pranašumų gerinant akumuliatorių saugumą, ciklo tarnavimo laiką ir energijos tankį. Padidinus teigiamo elektrodų lakšto stabilumą, sumažinant Burr sukeltų trumpųjų junginių riziką, užtikrinant izoliaciją, užkirsdami kelią šiluminiam bėgimui, slopinant teigiamą elektrodų medžiagos tirpimą ir sumažinant sąsajos šonines reakcijas, teigiama elektrodų danga su keraminių kraštų technologija gali efektyviai pagerinti ličio akumuliatoriaus veikimą. Sparčiai plėtojant elektrines transporto priemones, nešiojamus elektroninius prietaisus ir energijos kaupimo sistemas, teigiamas elektrodų danga su keramikos krašto technologija vaidins svarbų vaidmenį būsimose akumuliatorių technologijose. Kurdamas naujas keramines medžiagas, optimizuodamas dangos procesą, projektuojant daugiafunkcinius keraminius sluoksnius ir realizuodami didelio masto gamybą, tikimasi, kad teigiamas elektrodų danga su keraminės krašto technologija pasieks didesnius lūžius akumuliatoriaus lauke, todėl ličio jonų akumuliatorių technologija nuolat progresuoja.