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全固体リチウム電池用MOF/ポリ(エチレンオキサイド)複合高分子電解質 リャン・フェンチン、ウェン・ジャオイン 1. エネルギー変換用材料の CAS キー研究所、上海陶磁器研究所、中国科学院、上海 200050、中国 2. 中国科学院大学材料科学およびオプトエレクトロニクス工学センター、北京 100049、中国 概要 高い柔軟性と加工性を備えた固体高分子電解質 (SPE) により、さまざまな形状の漏れのない固体電池の製造が可能になります。ただし、SPE は通常、イオン伝導率が低く、リチウム金属アノードとの安定性が低いという問題があります。ここでは、ナノサイズの有機金属フレームワーク (MOF) 材料 (UiO-66) をポリ(エチレンオキシド) (PEO) ポリマー電解質のフィラーとして提案します。UiO-66 と PEO 鎖の酸素との配位、および UiO-66 とリチウム塩との相互作用に...
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リチウム硫黄電池の S@pPAN カソード用の柔軟なバインダー - パート 1 LI Tingting、ZHANG Yang、CHEN Jiahang、MIN Yulin、WANG Jiulin。リチウム硫黄電池の S@pPAN カソード用の柔軟なバインダー。無機材料ジャーナル、2022、37(2): 182-188 DOI:10.15541/jim20210303 概要 Li-S 電池のカソード材料としての硫化熱分解ポリ(アクリロニトリル) (S@pPAN) 複合材料は、ポリスルフィドの溶解なしに固体-固体変換反応メカニズムを実現します。ただし、その表面と界面の特性は電気化学的性能に大きく影響し、電気化学サイクル中に明らかな体積変化もあります。この研究では、単層カーボンナノチューブ（SWCNT）とカルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）をS@pPANカソードのバインダーとして使用し...
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リチウム硫黄電池の S@pPAN 正極用フレキシブル バインダー - パート 2 LI Tingting、ZHANG Yang、CHEN Jiahang、MIN Yulin、WANG Jiulin。リチウム硫黄電池の S@pPAN カソード用の柔軟なバインダー。無機材料ジャーナル、2022 年、37(2): 182-188 DOI:10.15541/jim20210303 物理的特性のキャラクタリゼーション 材料中の硫黄の既存の形態は、XRDによって調査されました。複合材料では、インターカレートされた硫黄は、分子レベルであってもサイズが 10 ナノメートル未満の小さな粒子であり、非晶質複合材料を形成します。図 1 の 2θ=25.2° の特徴的なピークは、グラファイト化された結晶面 (002) に対応し、複合材料には硫黄の回折ピークはありません。これは、硫黄が S@pPAN で非晶質である...
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リチウム硫黄電池のカソードの硫黄ホストとしてのコバルトドープ中空炭素フレームワーク - パート 1 ジン・ガオヤオ、ヘ・ハイチュアン、ウー・ジエ、チャン・メンユアン、リー・ヤージュアン、リウ・ユニアン Hunan Provincial Key Laboratory of Micro & Nano Materials Interface Science, College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China 概要 リチウム硫黄電池は、次世代の費用対効果が高くエネルギー密度の高いエネルギー貯蔵システムであると考えられています。しかし、活物質の低い導電率、シャトル効果、レドックス反応の反応速度の遅さは、深刻な容量低下と速度性能の低下につながります。ここ...
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円筒型リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高くサイクル寿命が長いため、多くの電子機器で広く使用されています。今回は、円筒形リチウムイオン電池の製造工程について詳しく説明します。 1. 原料の準備 製造プロセスの最初のステップは原材料の準備です。リチウムイオン電池の原材料には、正極材、負極材、電解質、セパレータが含まれます。バッテリーの品質を確保するには、これらの材料は高純度でなければなりません。 正極材料は通常、リン酸鉄リチウム (LFP)、マンガン酸ニッケルコバルトリチウム (NCM)、コバルト酸化リチウム (LCO)、マンガン酸化リチウム (LMO)、または酸化ニッケルコバルトアルミニウムリチウム (NCA) でできています。アノード材料は通常グラファイトでできており、電解質はリチウム塩と溶媒で構成されています。セパレータは通常、ポリエチレンまたはポリプロピレンでできて...
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硫化物系全固体リチウム電池負極の最近の進歩 —— パート 1リチウム金属負極 著者： JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi 1. 上海交通大学機械工学部、上海 200241、中国 2. 上海宜利新能源科技有限公司 、上海201306、中国 抽象的な 全固体リチウム電池 (ASSLB) は、現在の液体リチウム電池よりも高いエネルギー密度と安全性を示し、次世代エネルギー貯蔵デバイスの主な研究方向となっています。硫化物固体電解質（SSE）は、他の固体電解質と比較して、超高イオン伝導度、低硬度、加工容易、界面接触良好などの特徴を有しており、全固体電解質を実現するための最も有望な手段の一つです。 -状態のバッテリー。ただし、アノードと SSE の間には、界面副反応、剛性接触不良、リチウムデンドライトなど、用途を制限する界面の問題がいくつかあります。この研究では...
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前回の記事からの続きです 硫化物系全固体リチウム電池負極の最近の進歩 —— パート 2 その他の陽極 著者: JIA Linan、DU Yibo、GUO Bangjun、ZHANG Xi 1. 上海交通大学機械工学部、上海 200241、中国 2. 上海宜利新能源科技有限公司 、上海201306、中国 リチウム合金負極 界面副反応が激しいため、純粋なリチウムを短期的に硫化物固体電解質に直接使用することは困難であるため、リチウム合金材料はより魅力的な選択肢となります。金属リチウムアノードと比較して、リチウム合金アノードは界面の濡れ性を改善し、界面副反応の発生を抑制し、固体電解質界面の化学的および機械的安定性を高め、リチウムデンドライトの成長によって引き起こされる短絡を回避できます。同時に、液体リチウムイオン電池と比較して、合金負極は全固体電池においてより高いエネルギー密度とより優...
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リチウム硫黄電池におけるホウ素系材料の最近の進歩 著者:李高蘭、李紅陽、曾海波 MIIT Key Laboratory of Advanced Display Materials and Devices, Institute of Nano Optoelectronic Materials, Institute of Materials Science and Engineering, School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094 抽象的な リチウム硫黄 (Li-S) 電池は、その高エネルギー密度と低コストにより、次世代の電気化学エネルギー貯蔵技術の開発において重要な役割を果たします。しかし、その実用化は、変換反応の反応速度の...
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1. リン酸鉄マンガンリチウムとは何ですか? リン酸鉄マンガンリチウムは、リン酸鉄リチウムに一定量のマンガン元素をドープして形成された新しい正極材料です。マンガン元素と鉄元素のイオン半径と一部の化学的性質が似ているため、リン酸鉄マンガンリチウムとリン酸鉄リチウムは構造が似ており、どちらもオリビン構造を持っています。リン酸マンガン鉄リチウムは、エネルギー密度の観点からはリン酸鉄リチウムよりも優れており、「リン酸鉄リチウムの改良版」とされています。 リン酸鉄マンガンリチウムは、リン酸鉄リチウムのエネルギー密度のボトルネックを突破することができます。現在、リン酸鉄リチウムの最大エネルギー密度は161～164Wh/kg程度で安定している。より高いエネルギー密度を有するリン酸塩ベースの材料であるリン酸鉄マンガンリチウムの応用は、リン酸鉄リチウムのエネルギー密度のボトルネックを打破するのに役立ち、工業...
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この記事では、ゼロ電圧の原因を分析します。電極バリによるバッテリーの電圧ゼロ現象に着目。ショートの原因を特定することで、問題を正確に解決し、生産時の電極バリ管理の重要性をより深く理解することを目指しています。 実験 1. 電池の準備 この実験では、正極活物質としてリチウム ニッケル コバルト マンガン酸塩材料 (NCM111) を使用します。正極活物質、ＳＰカーボンブラック、ＰＶＤＦバインダー、およびＮＭＰ溶媒を質量比６６：２：２：３０で混合してスラリーを作製する。このスラリーを厚さ１５μｍのカーボンコートアルミ箔上に塗布し、片面の塗布量は２７０ｇ／ｍ ２ とした。正極を温度（120±3）℃のオーブンに入れて24時間乾燥させた後、電極の圧縮密度が3.28g/cm3になるようにカレンダー加工を行います。負極活物質にはチタン酸リチウム材料Li4Ti5O12を使用しています。負極活物質、ＳＰカー...
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レーザークリーニングの原理は、エネルギー密度が高く、方向を制御でき、収束力が強いというレーザー光の特性を利用することです。レーザーは、ワークピースベースに付着した油汚れ、錆びスポット、ほこり残留物、コーティング、酸化層またはフィルム層などの汚染物質と相互作用し、瞬間的な熱膨張、溶融、ガス揮発などの形でワークピースベースから分離されます。レーザー洗浄プロセス全体は複雑であり、レーザー蒸発分解、レーザー切断、汚染粒子の熱膨張、基板表面の振動、汚染物質の除去に大別できます。現在、レーザーアブレーション洗浄法、液膜支援レーザー洗浄法、レーザー衝撃波洗浄法などがあり、金属、合金、ガラス、各種複合材料などの通常の基板表面を安定かつ効果的に洗浄することができます。 項目を比較する レーザークリーニング 化学洗浄 機械研削 洗浄方法 非接触レーザー 接触式化学洗浄剤 接触式メカニカル、サンドペーパー ダメ...
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リチウムイオン電池の巻き取り工程は、巻き取り機の巻き針機構を通して、正極シート、負極シート、セパレータを一緒に巻き取る工程です。隣接する正極シートと負極シートは、短絡を防ぐためにセパレータによって隔離されています。巻き取った後、ゼリーロールは広がるのを防ぐために終端テープで固定され、次の工程に流れます。この工程で最も重要なことは、正極と負極の間に物理的な接触短絡がないこと、および負極シートが水平方向と垂直方向の両方で正極シートを完全に覆うことができることを確認することです。大量の実験データから、ゼリーロールの品質が最終完成電池の電気化学性能と安全性能に大きな影響を与えることがわかります。これに基づいて、リチウムイオン電池の巻き取り工程におけるいくつかの重要な焦点と注意事項を整理し、「リチウムイオン電池巻き取り工程ガイド」を作成しました。巻き取り工程での誤った操作を可能な限り回避し、品質要件...
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面密度（mg/cm 2）：面密度とは単位面積あたりの質量のことで、この場合は（体積を無視した領域の単位面積あたりの質量）となります。 圧縮密度（g/cm 3）：圧縮密度は単位体積中に含まれる質量を示し、物質自体の特性と大きく関係します。 厚さ：素材と箔の合計の厚さは、一般的にミクロン（μm）で表されます。 面密度（g/cm 3）= 圧縮密度（mg/cm 2）/厚さ（μm） リチウムイオン電池の面密度設計のポイント： 一般的に、電池を設計する際には容量を決定します。このとき、材料のグラム容量と活性物質の割合に基づいて、層数と面密度が決定されます。 たとえば、電池の両面密度が 30 mg/cm 2、圧縮密度が 2.5 g/cm 3であると判断すると、その厚さを計算できます。 厚さ = 面密度 / 圧縮密度 =30mg.cm 2 /2.5 g.cm 3 =120 μm （箔厚を除く） 面密度の単...
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露点とは、水分が凝縮する温度のことです。空気中の水蒸気量が変化しておらず、気圧も一定に保たれている場合、空気が飽和状態まで冷却される温度を露点温度（Td）、または略して露点と呼びます。水蒸気と水が平衡状態に達する温度とも言えます。実際の温度（t）と露点温度（Td）の差は、空気が飽和状態にどれだけ近いかを示します。t＞Tdのとき、空気は不飽和、t＝Tdのとき、空気は飽和、t＜tdのとき、空気は過飽和です。 相対的な大きさ 空気中の水蒸気量 周囲温度 > 露点温度 不飽和 周囲温度 = 露点温度 飽和 周囲温度 < 露点温度 飽和状態 リチウムイオン電池は製造工程中の環境湿度に対して非常に厳しい要件があります。主な理由は、水分制御の喪失や粗大化制御が電解質に重大な悪影響を及ぼすためです。電解質はリチウムイオン電池におけるイオン伝達のキャリアであり、リチウム塩と有機溶媒で構成されてい...
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バッテリーの充電と放電の曲線
Jul 19 , 2024
バッテリーの充放電プロセスでは、充放電深度が変化すると、電圧も常に変化します。容量を水平座標、電圧を垂直座標として使用すると、バッテリーの電気的性能に関する多くの手がかりを含む単純な充放電曲線が得られます。充放電に関係する時間、容量、SOC、電圧などのバッテリーセルパラメータを座標として描画されたこれらの曲線は、充放電曲線と呼ばれます。ここでは、一般的な充放電曲線をいくつか紹介します。 時間-電流/電圧曲線 ● 定電流 定電流充電と放電中は、電流が一定であり、同時にバッテリー端子電圧の変化が収集され、バッテリーの放電特性を検出するためによく使用されます。放電プロセス中、放電電流は変化せず、バッテリー電圧が低下し、放電電力も低下し続けます。サンプル曲線を下図に示します。 ●定電流・定電圧（充電） 定電流充電と比較すると、定電流定電圧充電は充電終了時に定電圧プロセスがあります。充電終了時に、電...
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改善 リチウムイオン電池の初期クーロン効率は複雑であり、 エネルギー利用と直接関係する重要なトピックです。 バッテリーの全体的なパフォーマンス。以下は詳細な分析です リチウムイオン電池の一次クーロン効率に影響を与える要因 多角的な視点から解決策を提案します。 1.第一クーロン効率に影響を与える要因 リチウムイオン電池 -1-陽極材料 特徴 â 比表面積: 大きいほど 黒鉛陽極の比表面積 電極を形成するほど、固体電解質を形成するためにより多くのリチウムイオンが必要になります。 界面膜（SEI 膜）が減少し、一次クーロン効率が低下します。 材料の種類: シリコンベースですが アノード電極材料はリチウム貯蔵容量が高く、その容量が大きい 体積の変化は SEI フィルムの不安定性を容易に引き起こし、その結果、 最初のクーロン効率。 -2-電解質 構成 â 溶媒の種類: 溶媒の種類 電解質はSEIの形...
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電池生産の重要な設備である電池の校正精度 リチウム電池コーティング機のコーティングヘッドは、バッテリーに直接影響を与えます。 コーティングの品質に影響を与えるため、バッテリーの性能と寿命に影響します。これ この記事では、リチウム電池のコーティングの校正方法を分析します。 機械のダイヘッドを基本キャリブレーション、位置決めの 3 つのレベルから詳細に説明します。 特定のデータと組み合わせたキャリブレーションと精密キャリブレーション。 基本的な校正 基本的なキャリブレーションは、コーターを開始する前の重要なステップです。それ コーターの調整によりコーターの正常な動作を確保することを目的としています。 速度、圧力、流量などのパラメータを事前に決定します。 考えられる問題 ステップとデータ ダイヘッドの取り付け: コーティングヘッドをコーティング機に置き、 しっかりと取り付けられていることを確認し...
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最近、 化学工学部の張強教授のチーム 清華大学がバルク/表面界面に関する研究結果を発表 リチウムに富むマンガン系正極材料の構造設計 全固体金属リチウム電池。彼らは現場のバルク/表面を提案しました。 界面構造制御戦略を確立し、高速かつ安定なLi+/e-経路を構築し、リチウムリッチの実用化を推進 全固体リチウム電池のマンガンベースの正極材料。 電池は 現代のエネルギー分野で重要な役割を果たし、さまざまな分野で大きな成功を収めています。 ポータブル電子機器、電気自動車、グリッドスケールのエネルギー貯蔵 アプリケーション。ただし、バッテリーのエネルギー密度を向上させる一方で、 バッテリーの安全性が鍵です。需要の急速な成長に伴い、 電池のエネルギー密度を向上させる、従来のリチウムイオン電池 従来の正極材料と有機物に依存する技術 電解質は長期サイクルで技術的なボトルネックに直面しています 安定性、広い...
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