Keramikas malas materiāls un struktūra
Litija akumulatora pārklājuma procesa laikā pozitīvu elektrodu pārklājuma procesa laikā materiāla laukuma malā tiek pārklāta aptuveni 3-5 mm plata keramikas mala. Keramikas mala parasti ir izgatavota no tādiem materiāliem kā alumīnija oksīds (al₂o₃) un Boehmite (ALOOO). Šiem keramikas materiāliem ir zema siltumvadītspēja, augsta karstuma izturība un lieliska ķīmiskā stabilitāte, veidojot aizsargbarjeru akumulatorā.
Keramikas malas veidošanās process
Keramikas malu parasti veido pārklājuma procesā. Pozitīvās elektrodu lapas pārklājuma laikā īpaša pārklājuma ierīce vienmērīgi piemēro keramikas vircu līdz loksnes malai. Keramikas virca parasti sastāv no keramikas pulvera, saistvielas un šķīdinātāja, kas pēc maisīšanas un izkliedes veido stabilu vircas sistēmu. Precīza pārklājuma biezuma un vienveidības kontrole ir būtiska pārklājuma procesā, lai nodrošinātu keramikas malas efektīvu darbību.
Litija akumulatora pozitīvā elektrodu priekšrocības, kas pārklāta ar keramikas malu
Pastiprināta pozitīvās elektrodu lapas stabilitāte
Keramikas mala var uzlabot pozitīvā elektrodu materiāla strukturālo stabilitāti, efektīvi samazinot malu mizošanas un pozitīvās elektrodu lapas bojājuma risku. Akumulatora uzlādes un izlādes ciklu laikā pozitīvais elektrodu materiāls notiek tilpuma izplešanās un kontrakcija, kas var izraisīt aktīvā materiāla izmešanu no loksnes malas. Keramikas malas augstā stiprība un laba saķere var nostiprināt pozitīvo elektrodu materiālu, neļaujot tam izliet un tādējādi uzlabot akumulatora cikla kalpošanas laiku.
Turklāt keramikas malai ir augsta termiskā stabilitāte un izturība pret koroziju, efektīvi novēršot pozitīvā elektrodu materiāla sadalīšanos un izšķīšanu, sākot no malas. Augstas temperatūras vidē keramikas mala saglabā tā strukturālo un veiktspējas stabilitāti, kavējot nelabvēlīgas reakcijas starp pozitīvo elektrodu materiālu un elektrolītu, tādējādi pagarinot akumulatora kalpošanas laiku.
Samazināts Burr izraisīto īss ķēžu risks
Litija bateriju ražošanas laikā alumīnija folijas griešana var viegli radīt urbumus un lodēšanas lodītes. Šīs burrus un lodēšanas lodītes var caurdurt atdalītāju, izraisot īssavienojumu starp pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem. Pārklājums ar keramikas malu var samazināt urbumu un lodēšanas lodīšu veidošanos alumīnija folijas griešanas laikā, jo keramikas materiālu augstā cietība padara tos mazāk pakļautu urbumu ražošanai griešanas procesā.
Turklāt šūnas ievietošanas laikā apvalkā cilņu saliekšana var viegli izraisīt kontaktu ar elektrodu lapas malu, potenciāli izraisot īslaicīgu ķēdi. Ar keramikas malu tas var darboties kā buferis, samazinot saskares risku starp cilnēm un elektrodu loksnes malu, tādējādi samazinot īso ķēžu varbūtību.
Izolācijas efekts
Keramikas mala ir pārklāta cilnes pusē. Akumulatora montāžas laikā, ja separators nav labi iesaiņots vai pozitīvo un negatīvo elektrodu lapu izlīdzināšana ir slikta, tas var izraisīt kontaktu starp negatīvo cilni un pozitīvo elektrodu lapu vai starp pozitīvo cilni un negatīvo elektrodu lapu. Keramikas mala var nodrošināt izolāciju, novēršot īsās ķēdes starp pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem.
Starp četriem baterijās iekšējo īssavienojumu veidiem alumīnija folijas negatīvā elektrodu īssavienojums tiek uzskatīts par visbīstamāko. Tas notiek tāpēc, ka īssavienojuma pretestība nav ne pārāk augsta, ne pārāk zema, un, kad īssavienojuma pretestība ir tuvu akumulatora iekšējai pretestībai, siltuma veidošanās īsās ķēdes punktā ir visaugstākā. Turklāt cietā elektrolīta interfeisa (SEI) plēves sadalīšanās temperatūra negatīvajā elektrodā ir salīdzinoši zema, kas kalpo kā termiskās bēguļojošās ķēdes reakcijas sākumpunkts akumulatorā. Pārklājums ar keramikas malu var zināmā mērā izvairīties no šīs problēmas, uzlabojot akumulatora drošību.
Termiskā bēguļošanas profilakse
Litija jonu baterijas ir pakļautas termiskam bēgumam, izraisot akumulatoru ugunsgrēkus vai sprādzienus, ja tās ir pārlādētas, pārlieku uzlādētas vai pakļautas mehāniskiem bojājumiem. Pozitīvā elektrodu pārklājums ar keramikas malu var efektīvi novērst termisko bēgšanu. Keramikas materiāli ar zemu siltumvadītspēju akumulatorā var veidot termisko barjeru, kavējot siltuma difūziju apkārtnei. Turklāt keramikas materiāli nav uzliesmojoši augstā temperatūrā, efektīvi kavējot liesmu izplatību akumulatorā.
Pozitīvas elektrodu materiāla izšķīšanas kavēšana
Uzlādes un izlādes ciklu laikā pozitīvais elektrodu materiāls ir pakļauts izšķīdināšanai, izraisot aktīvā materiāla zaudēšanu un akumulatora veiktspējas noārdīšanos. Pozitīvā elektrodu pārklājums ar keramikas malu var veidot aizsargājošu slāni uz pozitīvās elektrodu loksnes virsmas, kavējot pozitīvā elektrodu materiāla izšķīšanu un pagarinot akumulatora cikla kalpošanas laiku.
Interfeisa blakus reakciju samazināšana
Saskarnes sānu reakcijas starp pozitīvo elektrodu materiālu un elektrolītu ir galvenais akumulatora veiktspējas sadalīšanās iemesls. Pozitīvā elektrodu pārklājums ar keramikas malu var veidot stabilu interfeisa slāni uz pozitīvās elektrodu lapas virsmas, samazinot saskarnes sānu reakciju rašanos un uzlabojot akumulatora cikla stabilitāti.
Litija akumulatora pozitīvā elektrodu lietojumprogrammas, kas pārklātas ar keramikas malu
Elektrisko transportlīdzekļu nozare
Elektriskie transportlīdzekļi no viņu baterijām pieprasa augstu drošības un enerģijas blīvumu. Pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju var uzlabot akumulatora drošību un cikla kalpošanas laiku, kas atbilst elektrisko transportlīdzekļu lietojumprogrammu prasībām. Pašlaik daži vadošie akumulatoru ražotāji ir sākuši izmantot šo tehnoloģiju elektrisko transportlīdzekļu baterijās, lai uzlabotu to veiktspēju. Paredzams, ka, nepārtraukti paplašinot elektrisko transportlīdzekļu tirgu, ir paredzams, ka pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju atradīs plašāku pielietojumu elektrisko transportlīdzekļu nozarē.
Pārnēsājama elektronisko ierīču nozare
Pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm (piemēram, viedtālruņiem, klēpjdatoriem utt.) Nepieciešams liels tilpuma enerģijas blīvums un drošība no to baterijām. Pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju var uzlabot akumulatora enerģijas blīvumu un drošību, nepalielinot akumulatora daudzumu, apmierinot pārnēsājamo elektronisko ierīču vajadzības. Nepārtraukti modernizējot pārnēsājamās elektroniskās ierīces un pieaugošās prasības akumulatora veiktspējai, paredzams, ka pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju būs nozīmīga loma šajā nozarē.
Enerģijas uzglabāšanas sistēmu nozare
Enerģijas uzglabāšanas sistēmām no viņu baterijām ir nepieciešams liels cikls un drošība. Pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju var efektīvi pagarināt akumulatora cikla kalpošanas laiku, uzlabojot enerģijas uzkrāšanas sistēmu ekonomisko efektivitāti un uzticamību. Uz lielas atjaunojamās enerģijas integrācijas fona un viedo tīklu būvniecības palielinās tirgus pieprasījums pēc enerģijas uzkrāšanas sistēmām, un paredzams, ka pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju šajā nozarē atradīs plašu pielietojumu.
Litija akumulatora pozitīvā elektrodu attīstības tendences, kas pārklātas ar keramikas malas tehnoloģiju
Jaunu keramikas materiālu attīstība
Pašlaik pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malu galvenokārt izmanto tradicionālos keramikas materiālus, piemēram, alumīnija oksīda un cirkoniju. Nākotnē jaunu keramikas materiālu izstrāde ar augstāku sniegumu (piemēram, silīcija nitrīds, silīcija karbīds utt.) Kļūs par svarīgu pētniecības virzienu. Jauniem keramikas materiāliem ir augstāka izturība, labāka termiskā stabilitāte un ķīmiskā stabilitāte, vēl vairāk uzlabojot akumulatora veiktspēju.
Pārklājuma procesa optimizācija
Esošais pārklājuma process cieš no tādiem jautājumiem kā nevienmērīgs pārklājums un slikta saķere. Nākotnē, optimizējot pārklājuma procesu (piemēram, pieņemot jaunas tehnoloģijas, piemēram, elektrostatisko izsmidzināšanu un lāzera saķepināšanu), var uzlabot keramikas slāņa vienveidību un saķeri, vēl vairāk uzlabojot akumulatora veiktspēju.
Daudzfunkcionālu keramikas slāņu dizains
Turpmākie keramikas slāņi var ne tikai nodrošināt aizsardzību un izolāciju, bet arī ar citām funkcijām (piemēram, vadītspēju, katalīzi utt.). Izstrādājot daudzfunkcionālus keramikas slāņus, akumulatora veiktspēju un drošību var vēl vairāk uzlabot, lai apmierinātu dažādu lietošanas scenāriju vajadzības.
Liela mēroga ražošanas realizācija
Pašlaik pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju joprojām atrodas laboratorijas un maza mēroga izmēģinājumu ražošanas posmā. Nākotnē, izstrādājot efektīvus un lētus ražošanas procesus, plaša mēroga pozitīvā elektrodu pārklājuma ražošana ar keramikas malas tehnoloģiju būs atslēga, lai reklamētu tā komerciālo pielietojumu.
Secinājums
Pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju kā topošais akumulatora ražošanas process piedāvā ievērojamas priekšrocības akumulatora drošības, cikla darbības un enerģijas blīvuma uzlabošanā. Pastiprinot pozitīvās elektrodu loksnes stabilitāti, samazinot Burr izraisīto īso ķēžu risku, nodrošinot izolāciju, novēršot termisko bēgšanu, kavējot pozitīvu elektrodu materiālu izšķīdināšanu un samazinot saskarnes sānu reakcijas, pozitīvā elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju var efektīvi uzlabot litija akumulatora veiktspēju. Strauji attīstoties elektriskajiem transportlīdzekļiem, pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm un enerģijas uzglabāšanas sistēmām, pozitīvajam elektrodu pārklājumam ar keramikas malas tehnoloģiju būs liela nozīme turpmākajās akumulatoru tehnoloģijās. Izstrādājot jaunus keramikas materiālus, optimizējot pārklājuma procesu, projektējot daudzfunkcionālus keramikas slāņus un realizējot liela mēroga ražošanu, paredzams, ka pozitīvais elektrodu pārklājums ar keramikas malas tehnoloģiju sasniegs lielāku sasniegumu akumulatora laukā, veicinot litija jonu akumulatoru tehnoloģijas nepārtrauktu progresu.